Разработка схемы управления на элементах Logo!

Технически целесообразным и экономически обоснованным является изменение числа одновременно работающих вакуумных насосов таким образом, чтобы их производительность была равна расходу воздуха, потребляемого работающими доильными аппаратами. Для этого в вакуумной системе установим электроконтактный вакуумметр, имеющий два дискретных выходных сигнала — вакуум меньше заданного и вакуум больше заданного.

С-подвижный контакт, соединенный со стрелкой; М-неподвижный контакт «вакуум мал»; Б-неподвижный контакт «вакуум велик».

Если вакуум меньше заданного, то замкнута пара СМ. Если вакуум больше заданного, то замкнута пара СБ. Таким образом, датчик вакуума вырабатывает дискретные сигналы управления.

В данном примере объектом автоматизации является вакуумная насосная станция доильной установки. Он представляет собой единое целое и не может быть разделен на отдельные автономные участки. Регулирующими органами объекта являются вакуумные насосы. Исполнительные органы — электропривод вакуумных насосов. Воспринимающий орган — электроконтактный вакуумметр.

Система управления по реализуемому алгоритму является дискретной и ее функциональная схема представлена на рис. 3.18а[6]. Для синтеза системы представим ее в виде 4х одинаковых блоков — рис. 3.18б (число блоков равно числу вакуумных насосов).

• — система управления должна обеспечивать величину вакуума в вакуумпроводе, равную заданному значению, т. е. Б=0 и М=0;
• — при наличие сигнала «вакуум мал», т. е. М=1 — насосы должны включаться в работу последовательно один за другим (сначала Zi-1, затем Zi, потом Zi+1) до тех пор, пока этот сигнал не исчезнет;
• — при наличие сигнала «вакуум велик», т. е. Б=1 — насосы должны отключаться последовательно один за другим (сначала Zi+1, затем Zi, потом Zi-1) до тех пор, пока этот сигнал не исчезнет;
• — для сглаживания переходных процессов, связанных с колебаниями величины вакуума, необходимо, чтобы соседние насосы включались-отключались с требуемой технологической задержкой времени.

Учет времени задержки при включении-отключении соседних вакуумных насосов проведем на этапе построения схемы управления.

Словесный алгоритм управления:

исходное состояние Б=1, М=0, Zi-1=0, Zi+1=0 — Zi=0;

если Б=0 и М=0 — состояние Zi не изменяется;

если Б=0, М=1, Zi-1=0, Zi+1=0 — Zi=0;

если Б=0, М=1, Zi-1=1, Zi+1=0 — Zi=1;

если Б=0 и М=0 — состояние Zi не изменяется;

если Б=0, М=1, Zi-1=1, Zi+1=1 — Zi=1;

если Б=0 и М=0 — состояние Zi не изменяется;

если Б=1, М=0, Zi-1=1, Zi+1=1 — Zi=1;

если Б=1, М=0, Zi-1=1, Zi+1=0 — Zi=0;

если Б=0 и М=0 — состояние Zi не изменяется;

если Б=1, М=0, Zi-1=0, Zi+1=0 — Zi=0.

Для проверки полноты и правильности задания алгоритма управления составим диаграмму тактов (рис. 3.19) и заполним таблицу истинности (таблица 3.7). Как следует из диаграммы тактов и таблицы истинности в алгоритме управления имеется один неоднозначный такт — набор № 2 и семь неопределенных тактов — наборы № 1, 5, 9, 12, 13, 14, 15.

Присвоив на неопределенных тактах выходному сигналу значение «0», запишем уравнение логической функции в виде СДНФ, т. е.

Для минимизации методом непосредственного упрощения представим это выражение в виде.

.

Проведем минимизацию для Y1 и Y2 в отдельности, т. е.

.

.

Таблица 3.7 Таблица истинности.

Номер такта.	М.	Б.
0, а.
					;
2, и0, и1.					0,1.
3, д.
4, з.
					;
6, ж.
7, е.
8, б.
					;
10, в.
11, г.
					;
					;
					;
					;

Построим таблицы реализаций для исключения излишних членов, получившихся в результате сравнения наборов переменных между собой: табл. 3.8 для Y1 и табл. 3.9 для Y2.

Таблица 3.8 Таблица реализаций для Y1.

Таблица 3.9 Таблица реализаций для Y2.

С учетом данных, полученных в табл. 3.7 и 3.8, можно записать, что:

.

.

Следовательно.

.

Заключительным шагом этапа минимизации является учет несуществующих комбинаций входных сигналов в этом алгоритме управления.

Согласно данных табл. 3.7 функция не определена на наборах № 1,5,9,12,13,14,15. Они возникли из-за невозможности одновременного наличия комбинаций входных сигналов: М=1 и Б=1, и. С учетом данных таблицы выполним учет несуществующих комбинаций входных сигналов, т. е. проведем замену:; ;. В окончательном виде алгоритм управления примет вид:

.

Задержку времени на включение «tв» учтем при подаче сигнала Zi-1, задержку времени на выключение «to» — Zi+1.

3.5. Исследование работы схемы управления в программе Logo! Soft Comfort.

Для моделирования алгоритма управления в программе LOGO! Soft Comfort составим схему одной ячейки управления. Выполним эмуляцию всех ее режимов работы. На рис. 3.17 приведена схема одной ячейки управления вакуумным насосом. Затем выполнив ее копирование и добавив блок «Тексты сообщений» (дисплей), получим схему управления 4 вакуумными насосами, причем при i=1 значение сигнала Zi-1=Z0=1, при i=4 — Zi+1=Z5=0 (рис. 3.18).

Исследования данного алгоритма управления как при эмуляции в программе LOGO! Soft Comfort, так и на лабораторном стенде показали его полное соответствие требованиям технологического процесса и работоспособность этой дискретной системы управления.

Для схемы на рис. 3.20 блок I4 имитирует сигнал насоса Zi-1, блок I3 имитирует сигнал насоса Zi+1, блок I1 имитирует сигнал датчика М, блок I2 имитирует сигнал датчика Б, блок Q1 формирует выходной сигнал насоса Zi, блок В001 формирует задержку на включение tв, блок В002 формирует задержку на отключение tо.

В схеме на рис. 3.21 добавлен блок I1, он предназначен для формирования команды «работа-стоп». Когда выходной сигнал блока I1 равен 0 (сигнал «стоп»), то все электродвигатели насосов должны быть отключены. Когда выходной сигнал блока I1 равен 1 (сигнал «работа»), то управление работой электродвигателей насосов осуществляется от сигналов датчика величины вакуума — М и Б согласно разработанному алгоритму управления. Для реализации этих функций в схему введены логические блоки В025 и В026. При реализации команды «стоп» блоками В025 и В026 сигналы датчиков М и Б отключаются и принудительно формируется логический сигнал 1 на шине управления эквивалентный сигналу Б=1, поэтому все насосы последовательно отключаются.

Рисунок 3.23 Функциональная блок-схема в режиме эмуляции при сигнале «вакуум велик».