Проверка выполнения частных условий срабатывания и несрабатывания исполнительных элементов спроектированной системы

Проектирование на контактных элементах системы логического управления технологическим процессом.

Система логического управления содержит четыре приёмных элемента А, В, С,D и два исполнительных элемента X,Y.

Алгоритм работы системы следующий:

Для элемента X (в нашем примере маломощный электродвигатель постоянного тока):

1. Элемент X срабатывает, если срабатывают А,B,C,D.

2. Элемент X срабатывает, если срабатывают А,C,но не срабатывает B,D.

3. Элемент X срабатывает, если срабатывает C,D, но не срабатывают A,B.

4. Элемент Х срабатывает если срабатываетB, но не срабатывает A,C,D.

Для элемента Y (в нашем примере сигнальная лампа):

1.Y срабатывает, если срабатывает В, С, но не срабатывают А,D;

2.Y срабатывает, если срабатывает C,D,но не срабатывают A,B;

3.Yсрабатывает, если срабатывает A, но не срабатывает B,C,D;

4. Yсрабатывает, если срабатывает C, но не срабатывает A,B,D.

Решение. Составляем основной элемент синтеза - таблицу состояния.

В таблице состояния рассматриваем все возможные комбинации состояний приемных элементов. Так как приемных элементов четыре, то возможное число комбинаций состояния равно шестнадцати, т.е. имеем шестнадцать строк в таблице состояний. Состояние исполнительных элементов записываем в соответствии с алгоритмом: если элемент срабатывает - ставится 1, в противном случае - 0.

 

 

Таблица 1.

	A	B	C	D	X	Y
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.

 

Перейдем к составлению логической функции. Для этого составим частные условия срабатывания для элемента X:

X₁=

X₂=

X₃=

X₄=

Общие условия срабатывания запишем как дизъюнкцию частных условий срабатывания. Это означает, что элемент X сработает, если будет выполнено или одно частное условие срабатывания, или все частные условия, или их комбинация.

X₀=X₁+X₂+X₃+X₄

X₀=abcd +ab̅cd̅+ a̅b̅cd +a̅bc̅d̅=cd(ab+a̅b̅)+d̅(ab̅c+a̅bc̅)

Аналогично составляем логическую функцию для элемента Y.

Y₁= a̅·b·c·d̅

Y₂= a̅·b̅·c·d

Y₃= a·b̅·c̅·d̅

Y₄= a̅·b̅·c·d̅

Y₀=Y₁+Y₂+Y₃+Y₄

Y₀=a̅bcd̅ +a̅b̅cd + ab̅c̅d̅ + a̅b̅cd̅=+ ab̅c̅d̅+a̅c·(bd̅ +b̅d+b̅d̅) =

=ab̅c̅d̅+a̅c(bd̅+b̅(d+d̅))

Проверка выполнения частных условий срабатывания и несрабатывания исполнительных элементов спроектированной системы.

Проверим условия срабатывания несрабатывания Х.

Для первой строки таблицы состояний: A=0, B=0, C=0, D=0

Х₁₌0

Для второй строки: A=0, B=0, C=0, D=1

Х₂₌

Для третьей строки :A=0, B=0 C=1, D=0

Х₃₌

Для четвертой строки: A=0, B=0, C=1, D=1

Х₄₌

Для пятой строки: A=0, B=1, C=0, D=0

Х₅=

Для шестой строки: A=0, B=1, C=0, D=1

Х₆=

Для седьмой строки: A=0, B=1, C=1, D=0

Х₇=

 

Для восьмой строки: A=0, B=1, C=1, D=1

Х₈=

Для девятой строки: A=1, B=0, C=0, D=0

Х₉=

Для десятой строки: A=1, B=0, C=0, D=1

Х₁₀=

Для одиннадцатой строки: A=1, B=0, C=1, D=0

Х₁₁=

Для двенадцатой строки: A=1, B=0, C=1 D=1

Х₁₂=

Для тринадцатой строки: A=1, B=1, C=0, D=1

Х₁₃=

Для четырнадцатой строки: A=1, B=1, C=0, D=1

Х₁₄=

Для пятнадцатой строки: A =1, B=1, C=1, D=0

Х₁₅=

Для шестнадцатой строки: A=1, B=1, C=1, D=1

Х₁₆=

 

Проверим условия срабатывания и несрабатывания Y.

Для первой строки состояния: A=0, B=0, C=0 D=0

Y₁=0

Для второй строки: A = 0, B=0, C=0, D=1

Y₂=

Для третьей строки: A=0, B=0, C=1, D=0

Y₃= 1

Для четвертой строки: A=0, B=0,C=1,D=1

Y₄=

Для пятой строки: A=0, B=1, C=0, D=0

Y₅=

Для шестой строки: A=0, B=1, C=0,D=1

Y₆=

Для седьмой строки: A=0, B=1,C=1, D=0

Y₇=

Для восьмой строки: A=0, B=1, C=1, D=1

Y₈=

Для девятой строки: A=1, B=0, C=0, D=0

Y₉=

Для десятой строки: A=1, B=0, C=0, D=1

Y₁₀=

Для одиннадцатой строки: A=1, B=0, C=1, D=0

Y₁₁=

Для двенадцатой строки: A=1, B=0, C=1 D=1

Y₁₂=

Для тринадцатой строки: A=1, B=1, C=0, D=0

Y₁₃=

Для четырнадцатой строки: A=1, B=1, C=0, D=1

Y₁₄=

Для пятнадцатой строки: A =1, B=1, C=1, D=0

Y₁₅=

Для шестнадцатой строки: A=1, B=1, C=1, D=1

Y₁₆=

3.Проектирование релейно-контактного варианта системы логического

Управления.

Рис. 1.

 

На рисунке 1 представлен релейно-контактный вариант проектируемой системы логического управления.

 

4. Проектирование бесконтактного варианта системы логического управления в базисе логических элементов «И-НЕ».

Бесконтактный вариант СЛУ выполним в базисе элементов «И-НЕ». Для этого следует логические функции для Х и Y записать в более удобном для выбранного базиса с использованием очевидных преобразований:

 

X=

Y=

 

Легко представить бесконтактный вариант проектируемой СЛУ (рис.2).

 

 

Рис.2 БесконтактнаяСЛУ в базисе «И-НЕ».

 

Составление программы работы системы по п.1.1 для программируемого логического контроллера (типа ПЛК 100 RL ОВЕН) в среде CoDeSys на языке LD в соответствии с временными диаграммами (Приложение 3).

CoDeSys-это современный инструмент для программирования контроллеров (CoDeSysобразуется от слов ControllersDevelopmentSystem).

CoDeSys предоставляет программисту удобную среду для программирования контроллеров на языках стандарта МЭК 61131-3. Используемые редакторы и отладочные средства базируются на широко известных и хорошо себя зарекомендовавших принципах, знакомых по другим популярным средам профессионального программирования.

 

В соответствии с заданием составить программу работы системы программируемого логического контроллера (типа ПЛК 100 RL ОВЕН) в среде CoDeSys на языке LD с учетом временных диаграмм по варианту 9, которые изображены на рис.3.

 

 

 

ВАРИАНТ 6

После срабатывания Х исполнительный механизм Y сразу переходит в режим генерации импульсов и после 10 импульсов остановится.

 

 

На рисунке 4 представлено окно объявления переменных программы.

 

 

 

Рис.4

 

На рисунке 5 представлен листинг программы на языке LD в системе CoDeSys.

 

 

Рис.5

 

Пояснения к программе на языке LD в системе CoDeSys.

Первые четыре строки введены для удобства, чтобы в режиме эмуляции нажимая кнопки K1,K2, K3, K4 создавать желаемые комбинации состояний приемных элементов a, b, c и d.

5-6-я строки предназначены для реализации условий срабатывания исполнительных механизмов X и Y.

Чтобы реализовать работу исполнительных механизмов в соответствии с временными диаграммами, рассмотренными ранее (рис. 3) в 5-ой строке ввели функциональный блок TP таймер, длительность установили IN 3 секунды. В 6-ой строке мы установили 2 таймера TON, длительность IN 3секунды иTP, длительность 10 секунд.

В 7-ой строке мы установили триггер SR для запоминания состояния исполнительного элемента X.

 

Заключение

Широкое применение электрической энергии в промышленности является основой технического прогресса, повышения энерговооруженности и производительности труда. В последние годы многие производственные процессы не только полностью механизированы, но и автоматизированы. Широко применяется автоматизация контроля, регулирования и управления технологическими процессами с применением вычислительной техники. Все эти мероприятия осуществляются на базе электрификации, т.е. применения электрической энергии. В связи с этим непрерывно совершенствуется и усложняется отраслевое электрооборудование, устройства электроники и автоматики. Вместо отдельных машин, механизмов и станков все более широко используются автоматы, многопостовые агрегаты, автоматические линии. Новое совершенное оборудование и машины естественно требует в процессе эксплуатации более высокой квалификации специалистов.

В этих условиях значение электротехнической подготовки инженеров трудно переоценить. В условиях производства каждый инженер должен уметь грамотно применять современные средства механизации и автоматизации, в которых все в большей степени используются электротехнические и электронные устройства и установки, а также участвовать в проектировании и разработке автоматизированных промышленных установок и систем на базе ЭВМ и микропроцессорной техники.

 

Список литературы

 

1. Минаев И.Г., Шарапов В.М., Самойленко В.В., Ушкур Д.Г. Программируемые логические контроллеры в автоматизированных системах управления. Ставрополь: Агрус. – 2010-128с.

2. Петров И.В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного программирования. М.: Солон-Пресс. – 2004. – 253с.

3. Парр Э.Программируемые контроллеры. М.: Бином . – 2007. – 516с.

4. Карпов Ю.Г. Теория автоматов. Учебник для вузов. М.: ПИТЕР. – 2002. – 206с.

5. Калабеков В.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы. /

В.А.Калабеков - М.: Горячая линия – Телеком, 2000.-С. 336с.

6. www.avtomet-stv.narod.ru.