7 Синтез електроавтоматики
Розвиток промислового устаткування, у тому числі і металорізальних верстатів йде по шляху підвищення рівня автоматизації виконуваних операцій, що висуває особливі вимоги до електроавтоматики. Одночасно зі збільшенням обсягу розв'язуваних задач при проектуванні виникають проблеми, зв'язані зі зменшенням розмірів станцій електроустаткування, простотою його налагодження, діагностикою несправностей і їх оперативним усуненням, підвищенням надійності роботи.
Ці проблеми привели до вирішення задачі синтезу функцій електроавтоматики на новому рівні – з використанням програмних методів рішення.
При. синтезі принципових схем керування електроавтоматикою промислових механізмів потрібно привести задані умови роботи механізму до виду, зручному для аналізу. Така ж задача виникає при розробці типових схем шифраторів і дешифраторів, лічильників, регістрів і т.д. При рішенні цієї задачі застосовують циклограми і діаграми роботи, оператори стану і подій, карти і таблиці станів, таблиці включень.
Логічні схеми пристроїв керування механізмів можна поділити на:
комбінаційні схеми, в яких стан вихідних сигналів залежить тільки від стану вхідних сигналів у визначений момент часу;
послідовні схеми, в яких стан вихідних сигналів залежить як від стану вхідних сигналів в цей момент, так і в інші моменту часу, в тому числі це схеми, що утримують елементи пам’яті.
Схеми керування будь-яких механізмів, наприклад схема керування приводом головного руху верстата або схема керування вибором та заміною інструменту, як правило є цифровими автоматами, до складу яких входять схеми обох видів. Аналіз та синтез подібних схем складні, тому в інженерній практиці схему керування поділяють на кінцеві підсхеми, що описуються рівняннями алгебри логіки.
7.1. Синтез релейної схеми керування приводом головного руху через елементи алгебри логіки
У зв'язку з тим, що синтез схем електроавтоматики з використанням апарата алгебри логіки є універсальним засобом, придатним для будь-якої елементної бази, основні правила розглянемо як для безконтактних, так і для релейних схем.
Правила побудови релейних схем:
1) вихідне логічне рівняння перетвориться до виду И, ИЛИ і мінімізується;
2) прямому значенню логічної перемінної в рівнянні відповідає контакт, що замикається, реле (нормально відкритий) у принциповій схемі;
3) інверсному значенню логічної перемінної в рівнянні відповідає контакт, що розмикається, реле (нормально закритий);
4) логічному добутку перемінних відповідає послідовне з'єднання контактів;
5) логічній сумі перемінних відповідає рівнобіжне з'єднання контактів.
Правила побудови безконтактних схем:
1) вихідне логічне рівняння необхідно привести до виду, що складається тільки з елементарних логічних операцій, реалізованих елементами обраної проектувальником елементної бази і мінімізувати;
2) кожної елементарної логічної операції рівняння в принциповій схемі відповідає елемент, що реалізує цю операцію;
3) при багаторазовій входимості в рівняння однієї елементарної логічної функції в іншу по логічній сумі, чи добутку інверсії накреслення схеми варто починати від останньої внутрішній входимості і закінчувати зовнішньою.
Побудуємо таблицю елементів релейно-контактних схем:
Реалізована функція |
Елемент керування |
Релейний еквівалент |
Пряме значення логічної змінної |
|
|
Інверсне значення логічної змінної |
|
|
Логічний добуток змінних |
|
|
Логічна сума змінних |
|
|
Таблиця 7.1 Елементів релейно-контактних схем.
Таблиця 7.2 Елементи безконтактних схем.
Функція |
Елемент рівняння |
Еквівалент у безконтактній схемі |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Запишемо алгебраїчні рівняння, що характеризують електросхему управління, і побудуємо релейну схему управління ,використовуючи логічні елементи серії ЛА 153, ЛА 154 та ЛА 155 (Рис. 7.1).
Рис. 7.1 Синтез схеми електроавтоматики