ДИСКРЕТНІ КЕРУЮЧІ АВТОМАТИ І ЛОГІЧНІ ПЕРЕТВОРЮВАЧІ

У найпростішому випадку всі вхідні і вихідні змінні змінюються тільки на двох можливих рівнях - логічної одиниці "1" (високий рівень або "включено") або логічного нуля "0" (низький рівень або "вимкнено"), т. Е. Є так званими двійковими або булеві функціями. Їх апаратна реалізація можлива за допомогою релейно-контакторной або безконтактної апаратури. В останньому випадку широко використовуються на практиці логічні елементи, шифратори, дешифратори, мультиплексори, програмовані логічні матриці, постійні запам'ятовуючі пристрої і інші інтегральні схеми малої, середньої та великої ступеня інтеграції. Як елементи пам'яті застосовуються тригери, регістри, лічильники. Пристрій управління з жорсткою логікою, обробляє вхідні виконавчі сигнали і виробляє вихідні виконавчі керуючі змінні, будемо називати далі дискретним керуючим автоматом.

Функції дискретного керуючого автомата стають складними при великому числі вхідних і вихідних змінних (кілька десятків, сотень). Пристрій програмованої логіки, яке виконує функції дискретного керуючого автомата, називається програмованим контролером. Сучасні моделі промислових програмованих контролерів можуть не тільки виконувати логічні функції, але і виробляти арифметичні обчислення, виконуючи додатково функції цифрових регуляторів. Тому в їх склад, окрім модулів введення-виведення двійкових сигналів, можуть входити модулі введення-виведення цифрових і аналогових сигналів.

Якщо вихідні виконавчі сигнали пристрою управління визначаються тільки станом довічних входів, то такий пристрій управління називається комбінаційної логічної схемою або логічним перетворювачем. Очевидно, що система рівнянь (6.16), (6.17) вироджується в одне матричне рівняння:

яке може бути замінено системою з l логічних функцій:

Розглянута класифікація дискретних пристроїв керування за складністю розв'язуваних ними завдань наведена на рис. 6.26. На рис. 6.27 дана додаткова класифікація дискретних керуючих автоматів, які, в свою чергу, діляться на два великі класи: синхронні і асинхронні.

Класифікація дискретних пристроїв керування за складністю вирішуваних завдань

Мал. 6.26. Класифікація дискретних пристроїв керування за складністю вирішуваних завдань

У синхронних автоматах є пристрій квантування за часом (тактовий генератор), і стан автомата змінюється в строго певні моменти часу (точніше, може змінитися тільки в ці моменти часу). Асинхронні автомати не містять тактового генератора. Їх стан змінюється слідом за зміною стану входів. Такі автомати повинні бути стійкими, а саме, все їх стану повинні бути стійкими. Це можливо, якщо при переході в деякий новий стан x (i) під дією деякого вхідного сигналу вихід з цього нового стану можливий тільки при надходженні на вхід автомата іншого сигналу, відмінного від . Відзначимо, що асинхронні автомати реалізуються, як правило, на реле і контакторах. В автоматах на безконтактних логічних елементах синхронізувати не складає труднощів. При цьому автоматично досягається умова стійкості.

Класифікація дискретних керуючих автоматів

Мал. 6.27. Класифікація дискретних керуючих автоматів

Якщо функція виходу залежить тільки від внутрішнього стану автомата і не залежить від стану входів, то такий автомат називається автоматом Мура , в іншому випадку - автоматом Мілі. В теорії автоматів доводиться, що за рахунок переходу від одних змінних стану до інших можливо перетворення автоматів Мура в автомати Мілі і навпаки.

ПЕРЕВАГИ МІКРОПРОЦЕСОРНИХ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ

У порівнянні з аналоговими системами мікропроцесорні системи мають ряд переваг:

  • 1) гнучкість. Можливість шляхом перепрограмування зміни не тільки параметрів системи управління, але алгоритмів і навіть структури. При цьому апаратна частина системи залишається незмінною. В аналогових системах треба було б перекомпоновувати ланки, включати нові і т. Д., Т. Е. Змінювати апаратну частину;
  • 2) зняття всіх обмежень на структуру керуючого пристрою і закони управління. Цифрова система управління може забезпечити в найпростішому випадку результати не гірше, ніж аналогова (безперервна), коли традиційні алгоритми управління, отримані для безперервних систем, аппроксимируются дискретними, Однак при цьому не використовуються потенційні можливості цифрових систем: простота реалізації нелінійних, оптимальних (наприклад, старт-стопного), адаптивних алгоритмів; можливість побудови взаємопов'язаних багатоструктурний систем управління. З урахуванням цих можливостей показники якості цифрових систем можуть помітно перевищувати показники якості безперервних систем. Наприклад, реально створення граничних по швидкодії систем регулювання;
  • 3) самодиагностика і самотестування керуючих пристроїв. Можливість перевірки справності механічних вузлів приводу, силових перетворювачів, датчиків і іншого устаткування в періоди технологічних пауз, т. Е. Автоматична діагностика стану обладнання та раннє попередження аварії.
  • 4) більш висока точність за рахунок відсутності дрейфу нуля, характерного для всіх аналогових пристроїв (дрейф нуля не дозволяє точно виміряти малі неузгодженості в аналогових системах). Так, цифрові системи регулювання швидкості забезпечують підвищення точності на два порядки, в порівнянні зі своїми безперервними аналогами;
  • 5) простота візуалізації параметрів процесу управління шляхом застосування цифрових індикаторів, індикаторних панелей і дисплеїв, організація діалогового режиму обміну інформацією з оператором з метою управління;
  • 6) висока надійність, менші маса, габарити і вартість.
 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >