книги из ГПНТБ / Добролюбов, А. И. Автоматизация проектирования систем управления технологическими машинами

92

формации. Контроль исходной информации состоит из следующих этапов:

1.Контроля правильности расположения ТУС в тех­ ническом задании, в процессе которого устанавливается, нет ли случаев включения подмножества выходных ап­ паратов данной ТУС в подмножество выходов одной из предыдущих ТУС. Если такие случаи есть, то ЭВМ выда­ ет сообщение, в котором указываются номера соответст­ вующих ТУС.

2.Контроля правильности ввода ТУС, в процессе ко­ торого определяется, не допущены ли ошибки при коди­ ровании, перфорации и вводе ТУС в ЭВМ. Достигается это путем сравнения числа единичных состояний входов

ивыходов, предварительно подсчитанных по исходным ТУС, с соответствующим числом единичных состояний, записанных в память ЭВМ. Если не совпадает контроль­ ное и фактическое число единиц, то выдается соответ­ ствующее сообщение, в котором указывается номер ТУС (номер строки или столбца), число единичных состояний в памяти ЭВМ и число единичных состояний, указанное в исходной ТУС.

3.Контроля непротиворечивости информации, запи­ санной в ТУС. Информация противоречива, если в строке ТУС есть изменение состояний выходов, а состояние вхо­ дов неизменно. При обнаружении одной из таких строк выдается соответствующее сообщение. Одновременно с контролем информации осуществляется предваритель­ ная обработка ТУС, основными задачами которой явля­ ются формирование иерархической матрицы, формиро­ вание массива аналогичных выходов, т. е. выходов, пери­ оды включенного состояния которых совпадают во всех ТУС. Объединение аналогичных выходов дает возмож­ ность сократить время на получение структурных формул выходов, так как их молено йолучать лишь для одного из

аналогично работающих выходов. Кроме того, исключа­ ется возможность получения разных структурных фор­ мул для аналогичных выходов; замена нескольких вход­ ных воздействий, поступающих одновременно в СУ, объединенными входами.

4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ПРОМЕЖУТОЧНЫХ РЕЛЕ

ИРАЗМЕЩЕНИЕ ИХ СОСТОЯНИЙ

Задача размещения состояний промежуточных реле является одной из наиболее сложных задач логического

93

синтеза. Качество решения этой задачи определяет б значительной степени структурную сложность получа­ емой в результате синтеза схемы, ее быстродействие и надежность работы. Суть задачи размещения промежу­ точных реле заключается в следующем. Условия работы синтезируемой схемы задаются в виде соответствия вход­ ных сигналов (нажим пусковых кнопок, срабатывание путевых выключателей, реле давления, переключение тумблеров, переключателей и т. д.) и выходных сигна­ лов (срабатывание электромагнитов, пускателей, сиг­ нальных ламп), которые должны выдаваться схемой в ответ на входные сигналы. Если это соответствие явля­ ется однозначным, т. е. в ответ на определенный входной сигнал должен выдаваться один и тот же выходной сиг­ нал, то схема является комбинационной (схема без па­ мяти), в которой задача размещения промежуточных ре­ ле (введения памяти) не возникает. Если один и тот же входной сигнал, появляясь в различные моменты работы схемы, должен вызывать различные выходные сигналы, то в схему требуется вводить дополнительные элементы.

Эти дополнительные элементы схемы называются элементами памяти или промежуточными реле. Число промежуточных реле, которое необходимо ввести в схе­ му, определяется числом противоречивых ситуаций, т. е. случаев, когда одинаковым входным сигналам должны соответствовать разные выходные сигналы. Если условия работы схемы задаются в табличном виде (например, в виде ТУС), то число реле определяется по числу пар про­ тиворечивых строк таблицы, т. е. таких пар строк, у ко­ торых наборы состояний входных аппаратов совпадают, а наборы состояний выходных аппаратов различны. В процессе определения противоречивых ситуаций опре­ деляются и моменты, в которые должны переключаться элементы памяти (моменты внутреннего’ перехода схе­ мы). Каждый такой внутренний переход должен происхо­ дить в интервале между противоречивыми ситуациями (противоречивыми строками ТУС).

Например, пусть строка 2 ТУС, содержащей три вхо­ да и один выход, имеет вид 0101, а строка 8 этой ТУС — 0100. Эти строки противоречивы (они образуют пару про­ тиворечивых строк 2—8), так как входные наборы строк (010) совпадают, а выходные различны. Переключение реле должно произойти в интервале между 2 и 8-й стро­ ками. В какой именно строке должно произойти переклю-

94

чение, определяется в процессе размещения состояний реле. Введенные промежуточные реле, преключающиеся в интервале между противоречивыми строками ТУС, де­ лают различными совпадающие входные наборы и та­ ким образом противоречие строк устраняется.

Пусть состояние введенного промежуточного реле во 2-й строке ТУС равно 0, а в 8-й строке равно 1. В этом случае строки 2 и 8 непротиворечивы, так как входные наборы, дополненные состоянием промежуточного реле, уже не совпадают (0100 и 0101).

На практике задача определения требуемого числа промежуточных реле и размещения их состояний оказы­ вается гораздо сложнее. Для определения числа реле требуется не просто определить число противоречивых ситуаций, а учесть также то, что одним переключением реле можно иногда устранить сразу несколько противо­ речивых ситуаций. Поэтому приходится выполнять дос­ таточно сложные действия по выявлению неизбыточных противоречивых ситуаций и по их числу определять тре­ буемое число реле. Значительные трудности вызывает также задача определения тех строк, заключенных меж­ ду строками противоречивой пары, в которых должно происходить переключение реле. После определения этих строк требуется решить вопрос о порядке работы проме­ жуточных реле, т. е. о кодировании внутренних состо­ яний схемы. Выбор порядка работы реле дополнительно осложняется в тех случаях, когда в ТУС описан непол­ ный цикл работы механизма.

Все сказанное относится к размещению состояний промежуточных реле для схем, описываемых одной ТУС,-—схем, реализующих один компонент режима или, другими словами, одну программу работы управляемой машины. Система управления технологической машины, которая должна обеспечить отработку нескольких режи­ мов работы машины, является сложной многопрограм­ мной схемой, условия работы которой задаются целым рядом ТУС. Размещение состояний промежуточных ре­ ле в каждой отдельной ТУС должно происходить с уче­ том всех других ТУС, в результате чего задача размеще­ ния дополнительно осложняется.

Решается эта задача, как будет описано ниже, на ос­ новании иерархичности сложной схемы: одни и те же ре­ ле используются во всех ТУС, связанных отношением включения. Такие реле названы в дальнейшем несобст-

95

состояний промежуточных реле. В табл. 25 даны N регу­ лярных последовательностей для числа реле п = 3 и п = 4, полученные па ЭВМ по упомянутому алгоритму. Из габл. 25 выбираются последовательности в процессе раз­ мещения состояний промежуточных реле. В таблице по­ следовательности записаны в восьмеричной системе. Например, восьмеричная запись 0, 1, 3, 2, 6, 4 в двоичной системе означает 000, 001, 011, 010, ПО, 100.

Рис. 21. Графы перебора двоичных кодов

Будем выполнять разделение выходов системы управ­ ления по характеру их функционирования на элементы с обратной связью и без нее. К аппаратам с обратной свя­ зью относятся магнитные пускатели, контакторы, реле, имеющие контакты, используемые в цепях управления. К аппаратам без обратной связи относятся электромаг­ ниты, муфты электромагнитные, лампы сигнальные и другие аппараты, не имеющие контактов.

Как было показано ранее, система управления техно­ логической машины состоит из отдельных частей. Основ­ ные функции, реализуемые каждой частью, описываются одной частной ТУС. Независимое размещение промежу­ точных реле в каждой ТУС приводит к простому сумми­ рованию частей системы и, следовательно, к избыточным решениям. В излагаемой ниже методике размещение сос­ тояний промежуточных реле выполняется с учетом струк­ турной иерархии системы, а именно: прежде чем вводить реле в данной частной ТУС определяется возможность

98

101

100

105