Исполнительных элементов

Рабочие органы АСТО обеспечивают изменения параметров объекта производства в рабочей зоне. Исполнительные устройства реализуют функции управления работой элементов РЭА в системе автоматического управления и регулирования.

Многие АЛ выполняются из типового оборудования, в котором уже имеются определенные системы управления на базе упоров и реле времени. Цепь управления любым исполнительным или вспомогательным агрегатом АЛ включает стандартные или нормализованные элементы электроаппаратуры, которые составляют структурную схему управления вида: датчики — передаточно-пре-образующие устройства — исполнительные устройства. Датчики (кнопки управления, путевые выключатели, переключатели,, фотоэлементы) фиксируют окончание предыдущего элемента рабочего цикла путем преобразования механических (физических) величин в электрические. Передаточно-преобразующие устройства (промежуточные реле, контакторы, реле времени, триггерные ячейки) выполняют следующие функции: передачи, распределения, комбини-

В режиме нормальной эксплуатации задача АСУ ТП процессами сводится к поддержанию значений всех параметров на заданном уровне. Действия системы управления следующие: 1) сбор информации о состоянии процесса; 2) обработка поступившей информации; 3) выработка и передача на исполнительные устройства управляющих воздействий. Обработка информации на втором этапе практически ничем не отличается от тех действий микропроцессора, которые широко применяются в вычислительных системах. Однако первый и третий этапы связаны с автоматическим вводом и выводом информации, поэтому эффективность АСУ ТП целиком зависит от организации обмена данными между ЦПЭ и периферийными устройствами. Возможные при этом режимы: программный опрос, подтверждения готовности; прерывания по запросу.

§ 10.4. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

§ 10.4. Исполнительные устройства......... 255

перспективно применение микроэлектронных устройств с микропроцессорными наборами. Это позволит повысить точность и чувствительность датчиков непосредственно в подсистеме, не перегружая центральное устройство, осуществить предварительную обработку информации и внести коррективы в работу комплекса путем выдачи команд на исполнительные устройства. Миниатюризация электронных устройств, обслуживающих исполнитель ные органы, и источников питания требует разработки мощных бескорпусных полупроводниковых приборов, силовых ГИС и микросборок. Миниатюризация радиоприемных и радиопередающих устройств требует расширения частотного диапазона, вплоть до миллиметрового, что выдвигает новые требования к быстродействию передающих и приемных устройств. Наибольшие достижения в этой области связаны с применением АФАР, с разработкой полупроводниковых устройств СВЧ-диапазона (см. книгу 7 серии). Использование АФАР в комплексах связи позволяет повысить надежность этих комплексов, во-первых, за счет исключения механического сканирования и, во-вторых, за счет того, что выход из строя одного или нескольких из большого числа излучающих элементов не приводит к прекращению связи. Аппаратура связи требует миниатюризации частотно-задающих устройств частотной селекции. Большими возможностями в этом плане обладает функциональная электроника, позволяющая создавать эффективные микроэлектронные устройства на электромагнитных эффектах в распределенных структурах металл—диэлектрик—металл, металл—диэлектрик—полупроводник, устройства, основан ные на взаимодействии динамических неоднородностей и интеграции физических эффектов в твердых телах.

7.1. Структурная схема традиционной радиокоммуникативной системы: / -антенна; 2 — волноводная система и СВЧ-коммутаторы; 3 — передатчик; 4 — приемник; 5 — модулятор; 6—синхронизатор и генератор частот; 7—устройство обработки сигналов; S — устройство слежения; 9 — привод управления антенной; 10 — индикаторные и исполнительные устройства; //— источники питания; 12—оператор; 13 — детектор

В состав ИИС первичные ИП и исполнительные устройства не входят, выбор их типов и размещение на объекте производится специалистами — разработчиками объекта исследования. Современные сложные ИИС часто рассматривают как композицию трех комплексов — информационного (включающего средства измерения и преобразования информации и средства отображения информации), вычислительного (включающего средства обработки и хранения информации и устройства управления) и управляющего (включающего устройство формирования управляющего воздействия).

ленты; в) программирующие устройства, формирующие программу в процессе обучения робота; г) двигатели с электрическими, гидравлическими или пневматическими системами передачи механических сил и моментов к многозвенному манипулятору и схвату; д) исполнительные устройства с большим числом степеней свободы

Исполнительные устройства

содержат устройства связи с объектом, в которые входят измерительные системы и исполнительные устройства управления объектом. При автоматизации технологических процессов они зачастую работают в реальном масштабе времени, позволя-

В числе исполнительных элементов автоматических систем широко применяют электромеханические устройства — электромагниты различных конструкций и электродвигатели.

Следовательно, при двухвходовом дешифраторе в зависимости от состояния входа можно посылать управляющие сигналы на один из четырех исполнительных элементов. Ясно, что при k входах имеем выходных шин m = 2k. Так, если k = 4, то т = 24 = 16.

При использовании ЭВМ в случае программирования обработки сложных траекторий движения из нее выдается перфорированная лента, которая, как указывалось выше, идет либо непосредственно в прочитывающее устройство системы управления станком, либо на устройство для декодирования и записи на магнитную ленту. В обоих случаях должно выполняться декодирование, т. е. перевод чисел, «непонятных» для исполнительных элементов системы, в физические параметры, «понятные» для этих элементов. В качестве таких параметров используются частота и число импульсов, фаза управляющего сигнала относительно опорного сигнала и напряжение.

Наряду с этим развитие промышленности и новых отраслей техники — авиации, ракетной техники, радиоэлектроники и специальных видов техники — вызвало широкое применение автоматизации управления различными технологическими процессами и исполнительными механизмами. Эта автоматизация базируется на широком применении различных малых электрических машин в диапазоне мощностей от долей до нескольких сотен ватт в качестве управляющих и исполнительных элементов в схемах автоматики. Вместе с этим электрические машины малой мощности широко используются не только в автоматических устройствах, но также и для других разнообразных целей как в промышленности и специальной технике, так и в домашнем быту. Таким образом, области применения малых электрических машин в указанном диапазоне мощностей весьма разнообразны. В настоящее время они занимают важное место в современной технике, так как практически ни одна отрасль техники, использующая в той или иной мере принципы электротехники, почти не обходится без применения электродвигателей малых мощностей в качестве привода или исполнительного элемента. Ввиду этого практическое значение электрических машин малой мощности весьма велико и к ним требуется надлежащее внимание.

Рассмотрим сначала простейшие логические элементы, название которых непосредственно связано со словесным высказыванием условий работы отдельных исполнительных элементов.

Если в однотактной схеме имеется несколько исполнительных элементов, то сначала составляются логические функции для каждого из них. Каждая такая логическая функция может быть сначала преобразована с целью ее упрощения (минимизации). Затем составляется общая логическая функция схемы как сумма функций для отдельных исполнительных элементов. В общей функции могут быть опять проделаны преобразования с целью ее окончательной минимизации.

Для выражения условий работы исполнительных элементов в однотактной схеме можно использовать различные формы табличных записей коммутационных изменений. Наиболее простой формой табличной записи действия од-нотактных схем является запись в виде так называемой таблицы соответствий. В этой таблице в каждой строке при помощи символов 0 и 1 записываются комбинации состояния входов схемы и соответствующие им состояния выходов.

Для каждого выхода состояние входов каждой из строк вводится в логическую функцию в виде произведения переменных, а произведения, полученные из различных строк, суммируются. Общая логическая функция всей схемы получается как сумма логических функций для отдельных выходов. По существу этот табличный метод мало отличается от метода составления логической функции непосредствен-но по словесному высказыванию действия исполнительных элементов.

Существует иной вид табличной записи условий работы каждого из исполнительных элементов однотактной схемы в виде так называемой карты Карно (Вейча). Карта Кар-но представляет собой четырехугольник, разделенный на элементарные квадраты, каждому из которых соответствует определенная комбинация всех входных переменных. Внутри каждого квадрата с помощью нуля или единицы записывается состояние рассматриваемого выхода (исполнительного элемента). Использование карты Карно позволяет производить первоначальную минимизацию логической функции в процессе ее составления.

Следовательно, при двухвходовом дешифраторе в зависимости от состояния входа можно посылать управляющие сигналы на один из четырех исполнительных элементов. Ясно, что при k входах будем иметь m выходных шин: m = 2*. Например, если k = 4, то m = 24 = 16.

на преобразовании тепловых воздействий в механические перемещения, которые и используются для приведения в действие исполнительных элементов;