1.2. Основные этапы проектирования управляющего устройства
Процесс проектирования управляющего устройства включает следующие этапы:
системное проектирование;
логический синтез;
техническое проектирование и реализация (при создании УУ на жесткой логике) или программирование контроллера (при создании УУ на гибкой логике).
1.2.1. Этап системного проектирования.
На данном этапе получают все необходимые сведения об объекте управления и решают следующие задачи:
Постановка и обоснование задачи автоматизации логического управления заданным объектом. Словесная формулировка алгоритма управления объектом.
Выбор необходимых датчиков и исполнительных механизмов.
Введение всех необходимых входных и выходных сигналов, их обозначение и интерпретация:
-
это полная запись
-
это полная запись
Более короткая запись:
Читается как превышение давления в первом случае или превышение уровня во втором случае.
Управляющие
сигналы:
- полная запись
Упрощенная запись:
– управление
двигателем:
– выключить
двигатель;
– включить
двигатель.
Также следует учитывать особенности датчиков и исполнительных механизмов конкретного объекта.
Например, для задвижки возможен вариант «внешнего управления», когда конечные положения задвижки контролируются системой управления и вариант «внутреннего управления», когда достижение конечного положения контролируются самой задвижкой.
В первом случае нам необходимо ввести 2 входных сигнала (ХЗО – задвижка полностью открылась и ХЗЗ – задвижка полностью закрылась) и 2 управляющих сигнала (UЗО – задвижку открыть и UЗЗ – задвижку закрыть). При этом при открытии/закрытии задвижек УУ должно контролировать появление сигналов о конечном положении задвижек.
Во втором случае достаточно одного управляющего сигнала (UЗ), единичное значение которого будет соответствовать открытому положению задвижки, а нулевое – закрытому. При этом конечные положения обрабатываются самой задвижкой.
5. Формализованное представление алгоритма управления.
Данная операция выполняется с целью возможного уточнения алгоритма управления и упрощения последующего проектирования управляющего устройства. Формализованные способы представления алгоритмов должны удовлетворять следующим требованиям:
однозначности, т.е. каждый шаг алгоритма должен быть однозначно определен;
полнота, т.е. необходимость учета всех возможных ситуаций на объекте;
не противоречивость, т.е. в одной и той же ситуации в алгоритме управления должны формироваться одни и те же управляющие воздействия.
Существуют разные способы формализации алгоритмов управления, например, автоматные таблицы, блок схемы алгоритмов и другие. Одним из эффектных способов формализации является графы переходов или состояний.
6. Составление структурной схемы системы логического управления
Под структурной схемой системы логического управления понимается графическое изображение технологического объекта, УЛУ и связей между ними.
Рисунок 2. Структурная схема системы логического управления