Особенности синтеза релейно-контактных систем управления. Часть 1

В настоящее время системы управления на электромеханических реле применяются редко. Вместе с тем языки релейно-контактных схем широко распространены при программировании логических контроллеров. Это объясняется тем, что релейные структуры имеют определенные преимущества перед схемами на бесконтактных логических элементах. В частности, в релейных схемах легче анализировать последовательность протекания автоматического цикла, обнаруживать явления «гонок», «состязаний» и др.

Таким образом, релейно-контактный вариант системы управления можно рассматривать как промежуточную модель, которую затем легко перевести на бесконтактные логические элементы.

Синтез релейно-контактных систем управления имеет свои особенности, которые мы рассмотрим на примере дискретной системы управления гидрофицированной агрегатной головкой (рис. 5.38).

Автоматический цикл управления агрегатной головкой имеет следующую последовательность:

x

y

Рис. 5.38.  Гидрофицированная агрегатная головка: Ц – гидравлический цилиндр; Др – дроссель; А, В, С – путевые выключатели

Непрерывные и прерывистые логические функции. Часть 13

После минимизации логические функции  fx,  fy,  fu  и  fv  принимают такой же вид, как и в первом варианте.

Минимизируем последнюю логическую функцию  fm  (рис. 5.34).

Рис. 5.34.  Минимизация функции  fm

Рассмотрим полученную функцию  fmв релейно-контактном исполнении (рис. 5.35).

Рис. 5.35.  Релейно-контактное исполнение функции

Непрерывные и прерывистые логические функции. Часть 12

Анализ её работы показывает, что в данной системе управления критических состязаний не происходит. Однако результат будет иным, если несколько изменить структуру системы. Назначим включение элемента памяти (m = 16) в 3-м такте, а выключение – в 7-м такте. В результате получим второй вариант реализуемой циклограммы (рис. 5.33).

Рис. 5.32.  Релейно-контактная система управления электрифицированной агрегатной головкой

Рис. 5.33.  Второй вариант реализуемой циклограммы

Непрерывные и прерывистые логические функции. Часть 11

Недостаток систем управления с непрерывными логическими функциями – возможность возникновения в таких системах состязаний цепей. Чтобы выявить состязания, полезно дискретную систему управления представить в релейно-контактном исполнении (рис. 5.32).

Рис. 5.31. Система управления электрифицированной агрегатной

головкой на бесконтактных элементах

Непрерывные и прерывистые логические функции. Часть 10

На основании данных уравнений строим схему на бесконтактных логических элементах (рис. 5.31).

Рис.  5.30. Процедура минимизации логических функций

Непрерывные и прерывистые логические функции. Часть 9

Процедура минимизации всех логических функций последовательно изображена на рис. 5.30.

Чтобы реализовать систему управления электрифицированной агрегатной головкой на бесконтактных логических элементах  И, ИЛИ, НЕ,  необходимо заменить обозначения непрерывных логических функций  fx,  fy,  fu,  fv,  fm  соответствующими переменными  x, y, u, v, m.  В результате получим следующие логические уравнения:

Непрерывные и прерывистые логические функции. Часть 8

Нижняя часть циклограммы построена по следующим правилам:

В первую очередь отобразить состояния логических функций, которые определяют моменты включения и выключения элементов памяти (в данном примере это функции 
fx и  fm), выходные сигналы (х  и  m) которых уже обозначены в верхней части циклограммы.

Скопировать из начальной циклограммы состояния остальных логических функций, причем если сигнал на включение или выключение рабочего органа приходится на такт, который в реализуемой циклограмме имеет один или несколько дополнительных тактов с тем же номером, но обозначенных символом «*», то следует выбирать последний в очереди дополнительный такт.

Исключением из этого правила является первый такт. При наличии дополнительных тактов  1*  сигнал на включение рабочего органа следует подавать в последнем такте  1*, а на выключение – в такте 1.

Приступаем к минимизации логических функций. На рис. 5.29 показано расположение на карте Карно используемых конституент.

Рис. 5.29.  Расположение на карте Карно используемых конституент

Непрерывные и прерывистые логические функции. Часть 7

Переходим к построению реализуемой циклограммы (рис. 5.28).

Рис. 5.28.  Реализуемая циклограмма

Непрерывные и прерывистые логические функции. Часть 6

Вводим в систему управления элементы памяти, причем с целью уменьшения их числа в качестве первого элемента памяти используем выходной элемент  х. Это означает, что элемент  х  будет одновременно выполнять две роли: роль выходного элемента и роль элемента памяти (рис. 5.28).

Рис. 5.28.  Введение в систему управления элементов памяти

Непрерывные и прерывистые логические функции. Часть 5

Заметим, что в правой части таблицы включений теперь показаны не изменения состояний, как это мы делали раньше, а сами состояния логических функций.

В соответствии с таблицей включений строим начальную циклограмму (рис. 5.27).

Рис. 5.27.  Начальная циклограмма