МIНIСТЕРСТВО ОСВIТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ПОЛТАВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНIЧНИЙ УНIВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ ЮРІЯ КОНДРАТЮКА

Кафедра автоматики та електропривода

Методичні вказівки до виконання розрахунково-графічних робіт із курсу

«ОСНОВИ АВТОМАТИЗАЦІЇ ВИРОБНИЧИХ ПРОЦЕСІВ»

для студентів напряму підготовки 6.050304

«Нафтогазова справа»

денної та заочної форм навчання

Полтава 2015

Методичні вказівки до виконання розрахунково-графічних робіт із курсу «Основи автоматизації виробничих процесів» для студентів напряму підготовки 6.050304 «Нафтогазова справа» денної та заочної форм навчання. –Полтава: ПолтНТУ, 2015. – 28 с.

Укладачі: Н.В. Єрмілова, кандидат технічних наук, доцент;

М.К. Бороздін, кандидат технічних наук, доцент.

Відповідальний за випуск: завідувач кафедри автоматики та електропривода

О.В. Шульга, доктор технічних наук, доцент.

Рецензент: О.В. Шефер, кандидат технічних наук, доцент.

Затверджено Вченою радою університету

Протокол № від р.

45.32.06.01

ВСТУП

Методичні вказівки призначені для виконання студентами розрахунково-графічних робіт пiд час вивчення курсу «Основи автоматизації виробничих процесів».

Зазначений предмет має на метi дати студентам основи знань, необхiдніх для вибору та експлуатації елементів й систем автоматизації виробничих процесів нафтової і газової промисловості, а також для вивчення iнших навчальних предметiв спецiальностi.

Вивчивши предмет, студенти повиннi вміти розробляти функціональні схеми автоматизації на виробничі процеси з урахуванням вимог діючих держстандартів; знати призначення, технічні характеристики, склад, принцип дії елементів, приладів і систем автоматизації, вимоги до надійності та стійкості систем, методи розрахунку та типові технічні рішення.

Для розв’язання задач студенти повиннi знати основи вищої математики, фiзики й електротехніки.

Методичні вказівки можуть використовувати студенти денної та заочної форм навчання.

1. Теоретичні відомості

1.1. Логічні елементи

Логічні елементи складають основу пристроїв цифрової обробки інформації. Вони виконують найпростіші логічні операції над цифровою інформацією. На основі логічних елементів створюють різноманітні сучасні системи автоматики, телемеханіки, зв’язку й електронно-обчислювальних пристроїв.

Логічні елементи стандартизовані й уніфіковані за рівнями живлення, вхідними сигналами, навантаженнями і габаритними розмірами. Це значно спрощує процес проектування і технологію виготовлення різних систем автоматики, а також полегшує налагодження, обслуговування і ремонт апаратури.

Для аналізу й синтезу логічних елементів використовують метод математичної логіки – алгебру логіки. Цей метод дозволяє записувати роботу логічного елемента у вигляді рівняння, в якому наявність вхідного або вихідного сигналу позначається одиницею (1), а відсутність – нулем (0). Цим цифрам у реле відповідають два протилежних положення контактів: “Розімкнено” та “Замкнено”, а в безконтактних елементах – два рівня вхідної та вихідної напруги.

Логічні елементи звичайно виконують на інтегральних мікросхемах. Залежно від електричних сигналів, що використовуються, логічні елементи поділяють на потенціальні та імпульсні.

У потенціальних елементах логічні “0” та “1” представлені двома різними рівнями електричного потенціалу, а в імпульсних – наявністю та відсутністю перепаду напруги від низького рівня до високого й навпаки. Найбільш розповсюджені потенціальні елементи.

Схеми простих логічних елементів (І, АБО) звичайно будують на базі діодних ключів. Їх називають пасивними тому, що вони не створюють підсилення сигналу.

У складних схемах вхідний сигнал може розсіюватися, і для його підсилення використовують елементи, які побудовані на транзисторах і мають назву активних. Зазвичай у схемах використовують сполуку активних і пасивних елементів.

Основні типи логічних елементів та їх позначення на електричних схемах наведено у таблиці 1.

Логічні елементи можуть мати різну кількість входів (а не тільки два, як наведене в таблиці), але в буль-якому випадку вони виконують такі самі функції над логічними змінними - диз’юнкція, кон’юнкція, інверсія і т.ін.

Приклад рішення завдання наведено в додатку 1.

Таблиця 1

Основні логічні елементи

Назва елемента	Назва функції та її рівняння	Таблиця істинності	Позначення на схемах
Буфер (повторювач)	Повторення	Х У 0 0 1 1
НЕ (Інвертор)	Інверсія	Х У 1 0 0 1
АБО (диз’юнктор)	Диз’юнкція	Х1 Х2 У 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
І (кон’юнктор)	Кон’юнкція	Х1 Х2 У 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
АБО-НЕ (стрілка Пірса)	Інверсія диз’юнкції	Х1 Х2 У 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0
І-НЕ (штрих Шеффера)	Інверсія кон’юнкції	Х1 Х2 У 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0
Вимикаюче АБО	Нерівнозначність	Х1 Х2 У 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0