ЗАДАНИЕ. Обозначение НТД, на который дана ссылка Номер пункта, приложения ГОСТ 8.010-90 5.1

 

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта, приложения
ГОСТ 8.010-90	5.1, 5.2
ГОСТ 12.1.007-76	Приложение 1, п. 16
ГОСТ 12.1.014-84	5.6
ГОСТ 12.1.016-79	5.1, 5.2

 

 

АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМ ЛОГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ.

 

При аппаратной реализации необходимо синтезировать схему логического управления для объекта, представляющую собой резервуар – смеситель, в котором при смешивании двух исходных материалов производится готовый продукт (рис.1). Контролируемыми параметрами являются: Q ₁ (Х₁) – концентрация 1-го компонента в готовом продукте, Q ₂ (Х₂) – концентрация 2-го компонента, L(Х₃) – уровень готового продукта в резервуаре.

Задача системы управления состоит в поддержании определенного соотношения компонентов в продукте и запаса готового продукта, т.е. его уровня в резервуаре.

Для управления могут использоваться клапаны 1, 2 на трубопроводах подачи исходных материалов и 3 – на трубопроводе слива готового продукта.

Входные параметры X_1, X_2, X₃ системы управления рассматриваются как дискретные, принимающие значение “0” при нормальной величине соответствующего технологического параметра или “1” – при отклонениях от нормы.

слив продукта

неиспр-ть концентрато - мера

О

U₁ U₂ Х₁ U₅ U₆ U7 Х₂ Х₃ U₃ U₄

В зависимости от постановки задачи управления за единичное значение входной переменной может приниматься ее величина ниже нормы или выше нормы. Очевидно, что если одновременно Х₁ = 1 и Х₂ = 1, то это означает неисправность одного из концентратомеров.

Управление переменными также является дискретным, ему соответствуют сигналы прикрытия U₁, U₃, U₅ или дополнительного открытия U₂, U₄, U₆ клапанов. В такой системе возможно несколько вариантов реализации системы управления.

Рассматривая последовательно все возможные состояния системы, составляем таблицу истинности. Далее на основании таблицы истинности записываются логические выражения для управляющих воздействий в совершенной дизъюнктивной нормальной форме (СДНФ) или совершенной конъюнктивной нормальной форме (СКНФ). Представление зависимостей выходных переменных от входных в этих формах не является оптимальным,

 

Таблица истинности СЛУ.

Таблица 1

№	X3	X2	X1	U2	U4	U6	U7

 

поэтому следующий этап – минимизация логических функций (получение МДНФ). Далее при аппаратной реализации системы логического управления составляется структурная схема устройства, ориентированная на использование выбранного базиса логических элементов.

Следующий этап – проверка работоспособности разработанной принципиальной схемы СЛУ.

ЗАДАНИЕ.

 

С целью упрощения построения таблицы истинности разрабатываемой СЛУ выдача задания формализована, причем полученная таблица истинности не соответствует объекту управления.

Вариант расчетного задания №18.

№ п.п	U1	U2	U3	U4	U5	U6	U7	U8	№ упр – го воздействия
ЭО2-09
	4F	AF		DC	C6	A4	AE	D8	2, 4, 6, 7

 

Для четных номеров схема синтезируется на ЛЭ 2И-НЕ.

Теоретическая часть задания включает в себя следующие операции:

а). Минимизацию логических выражений для управляющих переменных;

· табличным способом для первой переменной;

· алгебраическим способом для второй переменной;

· с помощью карт Карно для третьей переменной;

· любым из известных Вам способов для 4-ой;

б). Синтез схемы управления в булевском базисе (отдельно для каждого управляющего воздействия);

в). Синтез и минимизацию общей схемы управления в заданном базисе.

Практическая часть задания заключается в монтаже разработанных схем на стенде в лаборатории и проверке их функционирования по таблице истинности.

Решение:

По приведённому выше заданию получим двоичную форму чисел U2, U4, U6, U7:

 

U2(16)=AF U2(2)=10101111

U4(16)= DC U4(2)=11011100

U6(16)= A4 U6(2)=10100100

U7(16)= AE U7(2)=10101110

 

1) Используем табличный метод для получения логической функции U2 и минимизации:

 

X3	X2	X1	U2

 

 

Запишем таблицу следующего вида:

 

 

 

Используя метод получим:

U2=

Схема построенная на элементах 2И НЕ, реализующая логическую функцию U2 изображена на рисунке 1.

 

 

Рисунок 1 – Логическая схема реализующая U2

 

 

2) Используем алгебраический метод для получения логической функции U4 и её минимизации:

X3	X2	X1	U4

 

 

Используя алгебраический метод получим:

 

U4= V V V V

 

Упростив получим:

 

U4= V

 

Схема построенная на элементах 2И НЕ, реализующая логическую функцию U4 изображена на рисунке 2.

 

 

Рисунок 2 – логическая схема реализующая U4.

 

3) Получим и минимизируем U6 с помощью карт Карно:

X3	X2	X1	U6

 

 

Используя построенную таблицу и метод получим:

 

U6= V

 

Схема построенная на элементах 2И НЕ, реализующая логическую функцию U6 изображена на рисунке 3.

 

 

Рисунок 3 – логическая схема функции U6.

 

4) Получим и минимизируем U7 алгебраическим методом:

 

X3	X2	X1	U7

 

 

 

U7= V V = V

 

Схема построенная на элементах 2И НЕ, реализующая логическую функцию U7 изображена на рисунке 4.

 

Рисунок 4 – логическая схема функции U7.