- •Введение.
- •Глава 1. Первый уровень иерархии систем автоматизации и управления – логические элементы Лабораторная работа №1. Логические элементы малой степени интеграции.
- •1.1 Формальный язык описания логических элементов.
- •1.2. Функционально полные наборы логических элементов.
- •Элемент и – не Элемент или – не
- •1.4 Работа в среде графического программирования LabView.
- •Типа не и и-не.
- •1.5. Порядок выполнения лабораторной работы №1.
- •Лабораторная работа №2. Логические элементы средней степени интеграции.
- •1.8. Порядок выполнения лабораторной работы №2.
- •Глава 2. Первый уровень иерархии систем автоматизации и управления – элементы памяти Лабораторная работа №3. Изучение принципов работы элементов памяти
- •2.1 Элементы памяти.
- •2.2 Конечные автоматы средней степени интеграции – двоичные счетчики и регистры
- •2.2.1. Счётчики импульсов
- •2.3. Работа в среде визуального редактора Visual Basic 6.0.
- •2.3.1. Интерфейс и форма
- •2.3.2. Программа выполнения логических операций с переменными типа «Byte».
- •2.3.3. Программа выполнения логических операций с переменными типа «Boolean».
- •2.4. Порядок выполнения лабораторной работы №3.
- •Глава 3. Первый уровень иерархии систем автоматизации и управления – элементы силовой электроники
- •3.1 Элементы силовой электроники систем управления
- •3.2 Устройства связи с объектами (усо).
- •Глава 4. Второй и третий уровни иерархии систем автоматизации и управления – микропроцессоры и контроллеры Лабораторная работа №4. Изучение принципов работы контроллера
- •4.1 Контроллер.
- •4.3 Создание управляющей программы контроллера.
- •4.3. Порядок выполнения лабораторной работы №4.
- •Глава 5. Создание программы управления объектом Лабораторная работа №5. Изучение процесса проектирования системы автоматизированного управления 5-го уровня иерархии.
- •5.1 Некоторые положения языка с, наиболее часто применяемые при программировании контроллеров.
- •If (выражение) оператор_1 else оператор_2
- •5.2 Программа обмена информацией между управляющей эвм и контроллером
- •Текст программы управления обменом информацией для контроллера через универсальный асинхронный приёмопередатчик – uart.
- •5.3 Порядок выполнения лабораторной работы №5
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Глава 1. Первый уровень иерархии систем автоматизации и
- •Глава 2. Первый уровень иерархии систем автоматизации
- •2.2 Конечные автоматы средней степени интеграции – двоичные счетчики и регистры…………………………………..24
- •Глава 3. Первый уровень иерархии систем автоматизации
- •Глава 4. Второй и третий уровни иерархии систем автоматизации
- •Глава 5. Создание программы управления объектом……………………...52
2.3.3. Программа выполнения логических операций с переменными типа «Boolean».
Переменные типа «Boolean» могут принимать два логических значения True или False и занимают в памяти 2 байта. Мы будем их использовать для проверки правильности работы логических схем, заданных переключательными функциями в минимальных дизъюнктивных и конъюнктивных формах.
Откроем новый проект и построим новую форму, выполнив действия, описанные в разделе 2.3.1.
Рис.2.9. Вид формы программы выполнения логических операций с переменными типа «Boolean».
Переменные типа ‘Boolean’ могут принимать два логических значения – True (истина, 1) или False (ложь, 0). Десятичные числа также считаются истинными. Этими переменными пользуются, когда проверяют правильность логического выражения, так как существуют операторы НЕ (Not), И (And), ИЛИ (Or), представляющих функционально полный набор логических элементов. Ниже приведён фрагмент кода, реализующего функцию ИЛИ, а вид формы программы показан на рисунке 2.9
Option Explicit
Dim a As Boolean
Dim b As Boolean
Dim c As Boolean
Private Sub Command1_Click()
a = Text1.Text
b = Text2.Text
c = a Or b
Text3.Text = c
End Sub
Private Sub Command2_Click()
Text1.Text = Text4.Text
Text2.Text = Text4.Text
Text3.Text = Text4.Text
End Sub
Private Sub Text1_Change()
End Sub
После отладки программы в среде Visual Basic её нужно скомпилировать для использования на других компьютерах в виде файла с расширением .ЕХЕ. Выберем в меню закладку File и команду Make имя файла.ехе и сохраним результат в удобном месте. Иногда возникает необходимость в установке дополнительных параметров компиляции. Это можно сделать в диалоговом окне Project Properties в закладках Make и Compile. Форма исполняемого файла представлена на рис. 2.10.
Рис2.10. Форма исполняемого файла «Действия с переменными типа Boolean»
2.4. Порядок выполнения лабораторной работы №3.
Цели работы: изучить способы формального описания работы элементарных автоматов – триггеров и конечных автоматов – счётчиков и регистров и способов их моделирования.
Для этого:
провести структурный синтез конечного автомата – счётчика, считающего до трёх на триггерах типа D, JK,
реализовать программу проверки работы комбинационной схемы, минимальная дизъюнктивная форма которой была получена в лабораторной работе №1. Для хранения значений переменных использовать тип данных Boolean,
реализовать программу проверки работы регистров при выполнении логических операций с переменными типа Byte.
Отчёт о проделанной работе должен содержать принципиальную схему счётчика, формы диалоговых окон проверки работы комбинационной схемы и регистров и тексты программных кодов с комментариями.
Глава 3. Первый уровень иерархии систем автоматизации и управления – элементы силовой электроники
3.1 Элементы силовой электроники систем управления
Системы управления имеют дело с преобразованием энергии на низком уровне. Информация передаётся импульсными и потенциальными сигналами напряжением от 2 до 30 В и током от 2мА до 5 А. Исполнительные элементы объекта управления потребляют электроэнергию напряжением от 20 В до 20 кВ. Согласование этих энергетических уровней осуществляется элементами силовой электроники, подразделяющихся на:
- каскады управления (схемы управления транзисторами,
тиристорами,семисторами),
- ключевые каскады – силовые модули (мощные МОП-транзисторы,
биполярные транзисторы с изолированным
затвором - IGBT, тиристоры, семисторы),
- реле (контактные и бесконтактные),
- модули УСО (устройства связи с объектами),
- элементы защиты от перегрузок и коротких замыканий,
- элементы индикации
Производством таких элементов занимается большое число фирм – российская «Протон-импульс»[10], зарубежные “Infuneon”[11,12], “InternetionalRectifer”[13], “MitsubishiElectric”[14], “EPCOS”[15].
Фирма «Протон-импульс» выпускает твёрдотельные оптоэлектронные реле, модули УСО, силовые модули, специализированные реле и устройства, светодиодные сигнальные лампы. Рассмотрим сначала устройство некоторых из них.
Твёрдотельные оптоэлектронные реле.
Условное обозначение реле.
5П 20.10 П 1-5-0,6-А
Тип корпуса
Макс. напряжение в закрытом состоянии (100)В
Максимальный коммутируемый ток
Напряжение изоляции (1 – 4000 В)
П – выход на полевых транзисторах
ТМ, ТС – тиристорный выход
G– выход наIGBT
1-я цифра – число нормально разомкнутых контактов
2-я цифра – число нормально замкнутых контактов
Тип реле, 20 – однополярное реле
5П – модуль с опторазвязкой
Рис.3.1. Схема включения реле 5П20.10хххх.
Твёрдотельные оптоэлектронные реле подразделяются на реле переменного тока, реле постоянного тока, реле общего назначения и реле реверсивные. Реле типа 5Пххх имеют электрическую развязку между управляющим входом и силовым выходом на оптронных элементах .
Реле переменного тока типа 5П хххх ТМ с тиристорами на выходе содержат встроенную схему контроля перехода фазы напряжения через ноль. Реле типа 5ПххххТС такой схемы не содержат. Реле переменного тока используются для включения и выключения двигателей переменного тока и других электрических нагрузок в системах автоматического управления.
Реле постоянного тока имеют в выходных каскадах МОП или IGBTтранзисторы и применяются в системах управления двигателями или другими нагрузками постоянного тока.
Реле общего назначения имеют в выходных каскадах МОП транзисторы и применяются в системах управления двигателями или другими нагрузками в цепях постоянного и переменного тока.
Реле реверсивные с тиристорами на выходе предназначены для управления асинхронными однофазными, двухфазными и трёхфазными электродвигателями переменного тока.
Однофазные реверсивные реле выполняют включение, выключение и реверс однофазных двигателей.
Двухфазные реверсивные реле выполняют включение, выключение и реверс двухфазных и трёх фазных двигателей, что осуществляется коммутацией двух фаз питающего напряжения
Трёхфазные реверсивные реле выполняют включение, выключение и реверс трёх фазных двигателей, что осуществляется коммутацией всех трёх фаз питающего напряжения.
Параметры оптоэлектронных реле, чертежи их корпусов и условия монтажа в электрической аппаратуре можно найти в [10].