Длительность импульсов задается изменением емкости конден­саторов С₁ и С₂, а регулируется резистором R₂· Скважность им­пульсов регулируется резистором R₁. Схема, реализующая функцию память, рассмотрена ранее.

Элемент И-301 является устройством выдержки времени. Он состоит из релаксационного генератора и двух триггеров, который является входным элементом. Для плавного регули­рования времени выдержки имеется переменный резистор. На рис. 10.8, б приведена блок-схема И-301. При подаче сигнала на вход схемы 5 на выходе 3 появляется выходной сигнал с за­держкой по времени от 0,1 до 1 с. Выдержка времени регули­руется переменным резистором R, входом которого являются клеммы 1 и 11. Для увеличения выдержки можно подключить внешний конденсатор С к выводам 1 и 8 (показано пунктиром).

Для отсчета определенного количества импульсов, которые соответствуют количеству рабочих операций или их циклов, а также производят замер длины и т. д., применяются различ­ные схемы (рис. 10.8, в).

Построение таких счетчиков импульсов можно использовать, например, на элементе И-111, который представляет собой два универсальных IK-триггера. Блок-схема счетчика показана на рис. 10.8, в. На входы I и K подается сигнал в виде логической единицы— 1, и выход Q соединяется с входом С следующего элемента И-111. Имеются и другие элементы счета импульсов.

В тех случаях, когда требуется запоминание, хранение и пе­ремещение информации, применяются различные регистры сдвига. Регистром называют устройство, служащее для про­межуточного запоминания двоичных чисел. Они обычно со­стоят из триггеров, причем каждому запоминающему элементу кода соответствует свой триггер. Хранимые числа могут быть считаны в параллельном или последовательном коде. Сдвиг за­пасного кода производится тактовыми импульсами. На рис. 10.8, г приведена блок-схема четырехразрядного однотактного сдвигающего регистра на элементах И-111 (IK-триггер). Все разряды регистра соединены последовательно, а тактовые им­пульсы Τ всех разрядов подведены к общей шине, которая яв­ляется тактовым входом регистра. Каждый разряд записывае­мого числа поступает в регистр по двум входам A и ¬A, а по­ступающий тактовый импульс на С производит сдвиг записан­ного кода числа на один разряд вправо, т. е. для записи четы­рехразрядного кода потребуется четыре тактовых импульса. Для передачи информации от одного триггера другому исполь­зуют прямой выход 7 в инверсионный 6, которые соединяются с входами I и K триггера следующего разряда. Выход инфор­мации при последовательном считывании производится на вы­ходе Q₁, ¬Q₁ последнего триггера ТТ₄, а при параллельном счи-

тывании — на выходах Q₄, ¬Q₄; Q₃, ¬Q₃; Q₂, ¬Q₂. Вход ¬S служит для установки любого триггера в состояние 1.

Рассмотренная серия логических элементов «Логика-И» яв­ляется наиболее широко применяемой в промышленной авто­матике. Имеются и другие серии, например «Спектр», «Мир». В эти серии входят потенциальные, импульсные и потенци­ально-импульсные логические элементы, при помощи которых синтезируются различные схемы управления. Различие этих серий определяется главным образом технологией их изготов­ления. В настоящее время основными группами микроэлектрон­ных схем являются: пленочные интегральные, гибридные и полупроводниковые интегральные. Сущность технологии их из­готовления заключается в том, что в одной монолитной струк­туре (кристалле) внутри или на его поверхности формируются все узлы схем и их соединения между собой.

10.11. Математические модели управления технологическими объектами

Технологический процесс характеризуется входными и вы­ходными y_i параметрами. Если рассматривать процесс раскря­жевки хлыста, то входными параметрами будут размеры хлы­стов, его порода, фаутность, наличие хлыста на подающем транспортере и т. д. Выходными параметрами будут размеры сортиментов, сортность, количество и т. д.

Блок-схема произвольного технологического объекта пред­ставлена на рис. 10.9, входные параметры объекта обработки x_i воспринимаются датчиками В. Полученная информация по­ступает в согласующее устройство СУ, которое управляющим воздействием УВ производит управление технологическим объ­ектом ТО. Выходные параметры y_i. системы получают от ис­полнительных механизмов М. В том случае, если выходные па­раметры не соответствуют заданным условиям, эта информа­ция рассогласования по каналу обратной связи тоже поступает в согласующее устройство для корректировки управляющего воздействия. Помимо входных и выходных параметров, на си­стему воздействуют различные посторонние возмущения П.

Все автоматические релейные устройства управления тех­нологическими объектами классифицируются на однотактные и многотактные.

Однотактным устройством автоматического ре­лейного управления называются устройства, в которых состоя­ние выходных параметров определяется только состоянием входных параметров независимо от очередности их действия. Ранее рассмотренное устройство управления электролампой является примером такого однотактного устройства.

255

Рис. 10.9. Блок-схема технологического объекта

Μноготактными уст­ройствами автоматического релейного управления называ­ются устройства, в которых со­стояние выходных параметров определяется не только состоя­нием входных параметров, но и их очередностью. Следует за­метить, что наибольшее распространение получили многотакт-ные устройства; это объясняется тем, что технологический про­цесс состоит из строгой очередности выполнения транспортных и технологических операций.

Очевидно, что для того, чтобы включить исполнительный элемент (механизм), на его входе должны быть созданы опре­деленные условия для включения и не быть условий выключе­ния. Обозначив условия включения через f', условия выключе­ния через f", а работу промежуточных элементов через F, можно составить математическую модель работы исполнитель­ного элемента:

Условия включения и выключения можно определить по сло­весной модели, если же это трудно из-за их многочисленности и сложной взаимосвязи между собой, то составляются так на­зываемые вспомогательные переходные модели, например таб­лицы состояний или циклограммы и др.

10.12. Синтез математической модели управления по таблице состояния

Для однотактных систем наиболее просто и эффективно со­ставлять таблицы состояния, по которым синтезируется мате­матическая модель управления объектом.

В ранее рассмотренном примере (см. рис. 10.1) управле­ния электролампой рассматривали следующую таблицу состоя­ний (табл. 10.1).

Таблица 10.1

№ п/п	x1	x2	у	№ п/п	x1	x2	у
1	0	0	0	3	1	1	0
2	1	0	1	4	0	1	1

Очевидно, что условие включения лампы у будет опреде­ляться законом единицы (y=1), т. е. условие включения дан­ной цепи управления будет иметь вид

где f'_(2,4)—условия включения второй и четвертой (2, 4) строки.

Из таблицы видно, что f'₂ = x₁¬x₂ а f'₄ = x₂¬x₁.

Подставив, получим у = x₁¬x₂ + x₂¬x₁, pанее известную нам ма­тематическую модель управления объектом не по словесной модели, а по таблице состояний.

В общем случае условия включения составляются по за­кону единицы или по закону нуля. Условие включения по за­кону единицы есть выражение вида f₁'=Πχ_i — произведение х_i в данной строке. Условие включения по закону нуля есть выра­жение вида ¬f"_i = ¬(Пx_i) = Σ¬x_i — отрицание произведения условий включения есть сумма инверсий ¬x_i (см. правила преобразо­вания).

Учитывая это, можно составить математическую модель включения по закону единицы — y₁=Σf' = ΣПx_і - сумма произве­дений x_i, или по закону нуля ¬у₀ = ¬(Σf") = ¬(Пf") = ΠΣx_i—произве­дения сумм x_i.

Обращаясь к нашей таблице состояний управления элек­тролампой, будем иметь

x₁¬x₂f₂' — вторая строка условия включения; x₂¬x₁ = f4' —четвер­тая строка условия включения.

Преобразуем это выражение (откроем скобки)

Если же мы условие включения составим по закону нуля, то будем иметь

где (x₁+x₂) = f₁"— первая строка условия выключения; (¬x₁ + + ¬x₂) = f₃" — третья строка условия выключения. Преобразуем выражение

Выражение ¬x₁x₁=0 и x₂¬x₂=0, тогда окончательно будем иметь

т. е. мы лишний раз показали, что условия включения системы можно выразить по законам нуля или единицы. Выбор этого

закона определяется количеством единиц и нулей в колонке таблицы состояний, которых меньше, по ним для простоты и производятся построения математической модели управления системой.