Laboratorium automatyki i sterowania

Ćwiczenie 6:

Synteza sekwencyjnych układów przełączających

Data wykonania: 1995-04-10

Wykonali: Krzysztof Janowski

Robert Gałat

Adam Ligencki

Synteza układów sekwencyjnych na podstawie tablicy kolejności łączeń metodą uproszczoną

Metoda uproszczona polega na dokładnym anlizowaniu tablicy kolejności łączeń i na tej podstawie na bezpośrednim zapisie minimalnych postaci funkcji logicznych. Oczywiście, tablicę kolejności łączeń należy zawsze doprowadzić do postaci rozwiązywalnej. Metoda ta jest specjalnie dogodna w przypadku dużej liczby elementów w automacie i niezbyt złożonej tablicy kolejności łaczeń (przypadek najczęściej spotykany w praktyce).

Za podstawę określania warunków pracy poszczególnych elementów przyjmuje się cykl pracy automatu, tj. taką liczbę taktów rozwiązywalnej tablicy kolejności łączeń, po których stany automatu powtarzają się.

W czasie cyklu działania dowolnego elementu X powinny istnieć warunki jego działania oraz nie powinny istnieć warunki jego niedziałania. W ogólnym przypadku można cykl ten opisać wzorem:

,

gdzie:

F(X) - funkcja opisująca działanie elementu X ,

F - funkcja przedstawiająca przyczynę załączenia elementu X, która pojawia się w           takcie poprzedzającym cykl działania i znika w jednym z taktów tego cyklu,

f - funkcja dodatkowa podtrzymująca działanie elementu X we wszystkich taktach jego           załączenia,

- funkcja przedstawiająca negację warunków niedziałania elementu X i znikająca w           ostatnim takcie jego załączenia (w ogólnym przypadku funkcja ta może znikać w           części taktów cyklu działania elementu X),

- funkcja dodatkowa zapewniająca istnienie negacji warunków niedziałania elementu           X we wszystkich taktach jego załączenia.

Zadanie 1

Zaprojektować układ załączania silnika asynchronicznego S do sieci za pomocą stycznika. Załączanie przyciskiem Z, wyłączanie przyciskiem W.

Wprowadźmy oznaczenia:

z - zmienna opisująca stan przycisku Z (z=1 dla wciśniętego, z=0 dla zwolnionego),

w - zmienna opisująca stan przycisku W (w=1 dla wciśniętego, w=0 dla zwolnionego),

S - zmienna opisująca stan silnika (S=1 dla załączonego, S=0 dla wyłączonego) w         bieżacym takcie,

s - zmienna opisująca stan silnika w poprzednim takcie.

Tablica kolejności łączeń

Takt		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	itd.
z	1	-	+		-							+		-
w	2	-						+		-
S	4	-		+					-				+
Stan ukł.		0	1	5	4	4	4	6	2	1	1	1	5	4

W tablicy występują powtórzenia stanów układu, ale wszystkie powtórzenia stanów należą do cykli jednego rodzaju, tzn. działania (takty: 3,4,5) badź niedziałania (takty: 8,9,10) silnika. Tablica jest zatem rozwiązywalna.

Funkcję F opisującą działanie obiektu znajdziemy korzystając z metody uproszczonej.

Schemat łączeniowy układu

WNIOSEK:

Przedstawiony wyżej układ został przetestowany w czasie zajęć laboratoryjnych i stwierdzono, że działa on poprawnie.

Zadanie 3

Zaprojektować układ stabilizacji poziomu cieczy. Jego praca powinna przebiegać zgodnie z podanym wykresem czasowym.

	x1
										t
	x2
										t
	Y
										t

Wprowadźmy oznaczenia:

x1 - zmienna opisująca stan dolnego czujnika (x1=1 dla zanurzonego, x1=0 dla         wynurzonego),

x2 - zmienna opisująca stan górnego czujnika (x2=1 dla zanurzonego, x2=0 dla         wynurzonego),

Y - zmienna opisująca stan pompy (Y=1 dla załączonej, Y=0 dla wyłączonej),

y - zmienna opisująca stan pompy w poprzednim takcie.

Tablica kolejności łączeń

Takt		1	2	3	4	5	6	7	8	itd.
x1	1				-	+
x2	2	+		-			+		-
Y	4	-			+		-
Stan ukł.		3	3	1	4	5	3	3	1

W tablicy występują powtórzenia stanów układu, ale wszystkie należą do cykli niedziałania pompy (takty: 1,2). Tablica jest zatem rozwiązywalna.

Funkcję F opisującą działanie obiektu znajdziemy korzystając z metody uproszczonej.

Schemat łączeniowy układu

WNIOSEK:

Przedstawiony wyżej układ został przetestowany w czasie zajęć laboratoryjnych i stwierdzono, że działa on poprawnie.

Zadanie 2

Przeprowadzić syntezę układu zdalnego załączania silnika przenośnika taśmowego S z następującymi warunkami pracy:

nacisnięcie przycisku startowego Z powinno uruchomić sygnał akustyczny G, który powinien rozlegać się tak długo, jak długo przycisk Z będzie wciśnięty;

w momencie zwolnienia przycisku Z stycznik powinien załączyć silnik S;

wyłączenie układu powinno być dokonywane przyciskiem W.

Wprowadźmy oznaczenia:

z - zmienna opisująca stan przycisku Z (z=1 dla wciśniętego, z=0 dla zwolnionego),

w - zmienna opisująca stan przycisku W (w=1 dla wciśniętego, w=0 dla zwolnionego),

S - zmienna opisująca stan silnika (S=1 dla załączonego, S=0 dla wyłączonego) w         bieżacym takcie,

s - zmienna opisująca stan silnika w poprzednim takcie,

G - zmienna opisująca stan sygnału akustycznego (G=1 dla włączonego, G=0 dla         wyłączonego) w bieżacym takcie,

g - zmienna opisująca stan sygnału akustycznego w poprzednim takcie.

Tablica kolejności łączeń

Takt		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	itd.
z	1	-	+		-									+		-
w	2	-								+		-
G	4	-		+		-									+
S	8	-				+					-
Stan ukł.		0	1	5	4	8	8	8	8	10	2	0	0	1	5	4

W tablicy występują powtórzenia stanów układu, ale wszystkie należą do cykli działania silnika i niedziałania sygnału akustycznego (takty: 4,5,6,7) bądź cykli niedziałania silnika i głośnika (takty: 10,11). Tablica jest zatem rozwiązywalna.

Funkcję F opisującą działanie obiektu znajdziemy korzystając z metody uproszczonej.

Schemat łączeniowy układu

WNIOSEK:

Funkcja opisująca działanie układu została wyznaczona prawidłowo. Funkcję tę wyznaczono metodą uproszczoną i metodą numerycznego zapisu funkcji logicznych uzyskując w obu przypadkach identyczny wynik.

W spawozdaniu zamieszczano jedynie obliczenia przeprowadzone metodą uproszczoną.

Na podstawie uzyskanego równania można uzyskać układ o strukturze przedstawionej wyżej. W czasie zajęć laboratoryjnych zrealizowano praktycznie ten układ, ale nie działał on prawidłowo. Przyczyną było najprawdopodobniej niedopasowanie dynamicznych parametrów bramek (bramka
miała zbyt krótki czas przełączania).

---