16. Основные понятия алгебры логики. Логические операции.

Рис 1. программа работы дренажного насоса.

Органы устройств автоматики в соответствии с заданной им программой выдает на выходе дискретные сигналы, имеющие два значения: одно – при их несрабатывании, второе – при срабатывании. Дискретные сигналы поступают в, логическую часть устройства, где и формируется выходной сигнал, подаваемый на исполнительный орган. Выходной сигнал также является дискретной величиной, так как может иметь только два значения: включено, выключено.

Программа работы логической части дискретной системы может выражаться в виде словесной формулировки, где для определения; условия, изменения выходного сигнала, в зависимости от сочетания входных дискретных сигналов используются обозначения основных логических связей: И, ИЛИ, НЕ.

Для удобства записи программы действия, а также ее преобразования все логические операции выражаются в виде алгебраических формул. При этом применяется специальная алгебра логики, или, как ее иначе называют, Булева алгебра.

Состояние контактов можно выразить двумя цифровыми симво­лами, связанными со значениями проводимости контакта. Разомкну­тому контакту соответствует значение 0 (отсутствие сигнала), а замк­нутому - 1 (наличие сигнала).

Логические операции

Операция ИЛИ (сложение). При выполнении этой операции сигнал на выходе схемы появляется в случае наличия хотя бы одного из входных сигналов. Операция ИЛИ в контактном исполнении осу­ществляется посредством параллельного соединения контактов, замы­кание которых соответствует появлению входных сигналов.

Операция ИЛИ иначе называется операцией сло­жения и записывается в виде: Х=А + В + С, где А, В, С - входные сигналы - переменные, принимающие значение 1 или 0; X - функция от переменных входных сигналов.

Очевидно, выходной сигнал равен 1 в случав равенства 1 хотя бы одного из значений А, В или С (т. е. при замыкании одного из этих контактов).

Таким образом, правила сложения в Булевой алгебре опреде­ляются следующими выражениями:

0+0=0; 1+0=1; 1+1=1

Операция И (умножение).

Операция И характеризуется появле­нием выходного сигнала лишь в случае наличия всех входных сигна­лов. Она может быть выполнена путем последовательного соединения контактов, замыкание которых соответствует появлению входных сигналов. При этом проводимости контактов умножаются. Если замкнуты все три контакта А И В И С, то обмотка реле X обтекается током и контакт реле X замкнут. В этом случае произведение проводимостей цепочки контактов равно 1.

Операция И называется операцией умножения и записывается в виде: Х = А∙В∙С.

Очевидно, выходной сигнал X равен 1 только в случае, если все входные сигналы равны 1 (т. е. все контакты замкнуты), В случае равенства хотя бы одного из входных сигналов 0 (размыкание хотя бы одного контакта) выходной сигнал также равен 0).

Таким образом, правила умножения определяются следующими выражениями: 0∙0=0; 1∙0=0; 1∙1 = 1

Операция НЕ (отрицание)

.

Эта операция записывается в виде: Х=Ā и формулируется следующим образом: выходной сигнал X имеется в случае отсутствия сигнала А. Для математического выражения этой операции дополнительно к действиям сложения и умножения приме­няется так называемое отрицание (инверсия).

Выполнение действия «отрицание» определяется следующими выражениями:

17. Системы автоматического управления.

Под управлением технологическим процессом по­нимается совокупность операций, таких как пуск и остановка технологического процесса, поддержание параметров на заданном уровне, измерение параметра по заданной программе.

Установка, машина, агрегат, в котором протекает исследуемый технологический процесс, называется объектом управления.

Управление м.б. ручным (операции управления осуществляет человек) или автоматическим (операции управления осуществляет управляющее устройство).

Сочетание объекта управления и управляющего устройства образует систему автоматического управления (САУ). На работу САУ влияют различные воздействия, называемые входами. Входные величины подразделяются на два вида: нагрузки и помехи. Параметры процесса, характеризующие его качество и изменяющиеся под действием входных воздействий, называются выходными величинами (выходами). Воздействие управляющего устройства на объект управления называется управляющим воздействием (У). Оно также относится к входным воздействиям. Всякую САУ можно разложить на ряд элементов. Если у таких элементов изменение входной величины влияет на изменение выходной, а изменение выходной не влияет на изменение входной, такой элемент называется детектирующим, или элементом направленного действия.

САУ делятся на разомкнутые и замкнутые. В ра­зомкнутых системах отсутствует внешняя обратная связь (саморегулирование) и, следовательно, отсутствует контроль результата управления.

Разомкнутых системы:

-системы с жесткой программой (рис.1а); - сис­темы управления по возмущению. В первых на управ­ляющее устройство подается жесткое задание З, в соответствии с которым оно оказывает воздействие У на объект управления. Под действием некоторого возмуще­ния Хвх могут возникнуть отклонения выходной величины Хвых объекта от задания, однако эти отклонения не контролируются и не оказывают влияния на работу управляющего устройства (система автомати­ческого пуска и остановки насосов, вентиляторов и компрессоров).

В разомкнутых САУ по возмущению (рис.1б) управляющее воздействие У формируется в зависимости от величины возмущающего воздействия Хвх. Такая система м б применена в случае когда известны и контролируются все возмущающие воздействия и известны свойства объекта управления.

Замкнутыми называют САУ, в которых имеется внешняя обратная связь, обеспечивающая контроль выходной величины (рис.2а). При этом управляющее устройство формирует управляющее воздействие У в зависимости от отклонения выходной величины Хвых от задания З. Такие САУ называются замкнутыми по отклонению, или системами автоматического регулиро­вания.

Для повышения точности САУ применяют ком­бинированные системы, сочетающие принципы управления по отклонению и возмущению (рис. 2б). При этом управляющее устройство формирует управляющее воздействие У в зависимости от нагрузки Хвх и корректирует его при отклонении выходной величины Хвых под действием неконтролируемых возмущений.