Лабораторная установка по анализу комбинационных устройств систем контроля

Подготовка специалистов, способных грамотно эксплуатировать сложную технику с дискретным управлением, предполагает раз- витие у них практических навыков по анализу и синтезу однотактных дискретных устройств автоматизированных систем контроля и испытаний.

Объектом исследования является структура и алгоритм функционирования лабораторной установки по анализу комбинационных устройств систем контроля.

Целью работы является разработка алгоритма функционирования и структурной схемы лабораторной установки по анализу комбинационных устройств систем контроля. Устройство должно формировать электрический сигнал высокого уровня при проводимости цепи выходного элемента соответствующей единице.

Материалы и методы. Структурная схема лабораторного стенда должна обеспечивать набор контактной модели дискретного устройства, подачу на вход комбинаций входных сигналов как ручном, так и автоматическом режиме.

В однотактном режиме необходимо обеспечить последовательную подачу на входы модели различных наборов входных сигналов. При этом на лицевой панели должны отображаться комбинации входных сигналов и значения выходных сигналов. Если все вы- ходные сигналы отсутствуют, то формируется следующая входная комбинация. Если хотя бы один выходной сигнал не равен нулю, формирование входных комбинаций приостанавливается до ручного ввода команды ПУСК [1,2].

На основе анализа задач решаемых лабораторной установкой, определены основные функциональные и логические операто- ры:

А0- начало работы;

• В1-    набор модели дискретного устройства на наборном поле;

• В2-    задание базы разрядности анализируемого дискретного устройства;

• В3-    подача питания на логическом устройстве;

• А1- установка всех элементов логического устройства в исходное положение;

А2- контроль исходного состояния;

А3- индикация состояний входных и выходных элементов;

А4- контроль состояний выходов;

А5- останов;

• В4-    фиксация состояний входов и выходов обучаемым;

• В5-    нажатие кнопки ПУСК;

• А6-    формирование тактового импульса;

• А7-    контроль окончания цикла (перебора всех 2n входных наборов n-разрядного дискретного устройства);

• А8-    формирование следующего входного набора;

Ак- конец работы, снятие питания;

Кроме функциональных операторов вводятся логические условия.

Р 1 = 1

0 - стенд не в исходном состоянии ;1    - стенд в исходном;

Р 2 =

Р з =

0 - все выходные сигналы отсутствуют;

• 1    - хотя бы один выходной сигнал не равен нулю;

0 - конец цикла не достигнут;

• 1    - достигнут конец цикла ;

В многотактном режиме входные комбинации формируются вручную. Стенд должна обеспечивать индикацию состояний элементов и проводимостей их цепей[3]. Если состояние устойчивое, то обучаемый изменяет комбинацию входных сигналов, если состояние не устойчивое, то необходимо нажать кнопку ТАКТ, после чего должны измениться состояния элементов памяти. Так продолжается до тех пор, пока не будут исследованы все заданные переходы. Решение на оконча- ние исследований принимает обучающийся. Дополнительные операторы для многотактного режима.В7- принятие решения об окончании исследований;

А9- индикация состояний элементов памяти и проводимостей их цепей;

А10- изменение состояний элементов памяти в соответствии с проводимостями их цепей;

• В8-    ручное изменение состояний входных элементов.

  Р 4

  
  

0 - продолжение иследований;

1 - конец иследований;

Р 5

0 - состояние устойчивое;1    - состояние не устойчивое;

На основе этих операторов построены два частных алгоритма работы установки в режимах анализа однотактных и многотакт- ных автоматов. В результате их объединения получен суммарный алгоритм, представленный на рисунке 1.

Рисунок 1 - Алгоритм функционирования лабораторной установки

На основе объединенного алгоритма функционирования получена структурная электрическая схема лабораторной установки. Лабораторный стенд должен включать следующие функциональные блоки: наборное поле, панель управления, блок индикации, генератор конституентов и блок управляемых элементов памяти.

Исходя из логики работы, предусмотренной алгоритмом функционирования, устанавливаются функциональные связи между блоками. Так наборное поле должно быть связано с блоком элементов памяти. В то же время устройство индикации получает информацию через устройство управления, а блок универсальных элементов памяти связан с панелью управления так же устройство управления.

Полученная структурная схема обеспечивает решение задач анализа однотактных и многотактных дискретных устройств.

Реализацию лабораторной установки можно выполнить в двух вариантах: полностью на контактных элементах и в гибридном виде. На контактных элементах целесообразно синтезировать типовой универсальный элемент, представляющий собой релейный DC – триггер с коммутатором.Из шести – восьми этих элементов и будет построена эта установка. Следует учесть, что в этом случае генератор тактовых импульсов также синтезируется на контактных элементах.

В гибридном варианте коммутационное поле строится на четырехконтактных реле. Управление этими реле можно организовать с помощью микроконтроллера. Микроконтроллер будет выполнять функции генератора тактовых импульсов, генератора коституентов и блока управляемых элементов памяти. Выбор режима формирования управляющих сигналов организуется программно на основе анализа входных сигналов с панели управления.

Выводы. Анализ функционирования силовых элементов автоматизированных систем энергоснабжения и сельского хозяйства показывает необходимость практической подготовки специалистов и бакалавров в области анализа и синтеза релейных устройств.

Резюме

На основе анализа задач решаемых стендом, построены частные алгоритмы работы в различных режимах, выполнено их объединение и получен суммарный алгоритм лабораторного стенда по анализу дискретных устройств.