Принципиальная схема автоматизации процесса регулирования напряжения и тока возбуждения генератора дизель-электрической станции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В проекте разрабатывается схема системы автоматического управления, являющейся частью системы комплексной автоматизации электрохимического генератора. В задании на проектирование указывается основной и резервный алгоритмы работы системы управления. В данном проекте рассматривается система автоматического контроля активной нагрузки на выходе электрохимического генератора.

В проекте, пользуясь языком логических схем алгоритмов, проводится формализация алгоритма, составляется логическая и матричная схема, на основании которой разрабатывается схема системы управления, для разработанной схемы системы управления подбираются промышленные логические элементы и показываются на принципиальной электрической схеме логическая сеть, которая обеспечивает включение исполнительных элементов. автоматический электрохимический генератор морозильный

От словесного описания целесообразно перейти к составлению однозначной символической записи - формуле алгоритма, для предотвращения возникновения ошибок. Для формализации алгоритма функционирования удобно использовать язык логических схем алгоритмов (ЛСА). При помощи языка ЛСА легко перейти от словесной формулировки к определенной последовательности операторов, в соответствии которой сопоставляется строгий порядок выполнения актов алгоритма. Каждый оператор обозначается своей буквой латинского алфавита. Последовательность выполнения операторов выполняется в ЛСА определяется порядком их записи. Очередность выполнения операторов может зависеть от условий или быть строго фиксированной. Условия, которые определяют порядок выполнения операторов обозначаются малыми буквами латинского алфавита (p, q, r…) и могут принимать одно из двух значений: истинное, когда p=1 и ложное, когда p=0. В первом случае, когда р выполняется, а во втором не выполняется. В случае, когда р выполняется, то член ЛСА, стоящий справа от этого условия не выполнено, то должен выполняться то член ЛСА, к которому ведет стрелка-отсылка, начинающаяся после данного логического условия.

Работа алгоритма завершается тогда, когда последний из выполняющихся операторов содержит указание о прекращении работы алгоритма.

От ЛСА осуществляется переход к матричной схеме алгоритма. Затем составляется таблица собственных функций выхода, на которой строится функциональная схема логической сети системы управления. Данная схема реализуется при помощи микросхем серии 136, тип логики - ТТЛ.

Проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части. Графическая часть проекта содержит:

- функциональную схему логической сети;

- принципиальную электрическую схему включения исполнительных элементов.

1. Постановка задачи

Спроектировать систему автоматического управления, алгоритм работы которой имеет следующую словесную формулировку:

а) Основной алгоритм:

- у работающей холодильной машине производится контроль температуры в морозильной камере. В случае, если температура становится меньше заданной, то холодильная машина отключается. В случае, если температура становится превышает первое заданное значение, включается вторая холодильная машина и продолжается контроль температуры. Если температура продолжает увеличиватся и превышает второе заданное значение, то отключается один из насосов. Если после этого температура не начинает падать, то обе холодильной машине останавливаются.

б) Резервный алгоритм:

- контролируется длительность процессов установление температуры и в случае, если она меньше заданной, запрещается выполнение последующих, операций.

в) Дополнительные условия:

- запуск холодильной машины разрешается, если давление фреона больше заданного значения. В противном случае следует команда на отключение работающей холодильной машины

2. Формализация алгоритма

Для получения формализованного алгоритма введем ряд условных обозначений:

{} - множество операторов управления исполнительными органами. В его состав входят следующие операторы:

А0 - начало работы алгоритма;

Аа1 -включение первой холодильной машины;

Аа2 - включение второй холодильной машины;

Аа3 - включение насоса;

Р1 -проверка температуры, если понижается то на выключение ХМ-1;

Р2 - проверка температуры, если повыщается то на включение ХМ-2;

Р4 - проверка давления фреона ХМ-1;

Р6 - проверка давления фреона ХМ-2;

Р7 - проверка температуры, если понизилась то в начало;

Р8 - проверка температуры, если повысилась то в начало;

Аb1 - выключение ХМ-1;

Ba3q3 - выключение насоса;

Bа4q4 - счетчик по времени ХМ-2;

Bа2q2 - счетчик по времени насоса;

Ак -остановка системы;

С учетом вышеописанных обозначений, в рассматриваемом примере ЛСА имеет следующий вид:

А0 v12 v1Вв2 ^9 Bb3 Аb3 Bb4р4^8 Аа3 Аа1р1

^2 P2 ^13 v2Aв1 Ba2 q1 ^2 w^1 v13 v3Р6 ^11 Аa2

Ва3q3 ^3 Р7 ^9v10 Ab3 Ba4 q4 ^10 Р8^12v11 v8Ак

Прокомментируем полученную ЛСА:

У работающей холодильной машины, которая включается при условии соответствия значения давления фреона заданному - Р4, в противном случае работа ХМ-1 останавливается, производится контроль температуры в морозильной камере Р1 ,Р2 и, если она меньше заданного значения то ХМ-1 выключается и включается счетчик времени Bа2q2, после чего продолжается работа системы. Если температура в ХМ-1 превышает заданное значение то осуществляется контроль давления фреона ХМ-2 - Р6, и если оно соответствует заданному значению, то включается ХМ-2 и счетчик времени Ba3q3. После этого осуществляется контроль температуры - Р7, если она понизилась то ХМ-2 выключается и продолжается работа системы с ХМ-1. Если температура продолжает падать, то включается насос Ab3 и включается счетчик времени Bа4q24. Если температура понизилась то насо включается и продолжается работа, Если температура продолжает увеличиватся то работа системы прекращается.

3. Матричная схема алгоритма

Для полученной ЛСА составим матрицу (матричную схему алгоритма), которую представим в виде таблицы 1.

Матричная схема алгоритма.

Табл. 1.

По данным таблицы 1 составим функции выхода автономного блока, которые приведены в таблице 2.

На основании расширенной таблицы 2 составляется сжатая, отличающаяся от первой тем, что в ней выходы имеющие одинаковые функции, отождествляются.

Одинаковые выходы имеют следующие пары функций:

4. Сжатая таблица собственных функций

Сжатая таблица собственных функций выхода (СФВ) приведена в таблице 3.

Табл. 3.

5. Логическая сеть системы управления (функциональная схема)

По сжатой таблице собственных функций выхода строится логическая сеть системы управления.

В качестве базисных логических элементов выбираем логические элементы И, ИЛИ, НЕ. Функциональная схема логической сети системы управления показана в приложении 1.

Слева на рисунке показана зона входных воздействий, к которым относятся внешние управляющие сигналы и сигналы с выходов устройств проверки выполнения логических условий (системы с выходов датчиков). Справа на рисунке показана зона внешних выходов, к которым относят воздействия на выходы исполнительных органов. В центральном поле рисунка показывается собственно логическая сеть спроектированного автономного блока.

6. Логическая сеть системы управления (принципиальная схема)

Выбираем тип промышленных элементов, с помощью которых возможно реализовать полученную схему логической сети.

Элементы И2, И2 реализуются на микросхеме DD2 K155ЛА1.

Элемент И3 реализуется на микросхеме DD6 K155ЛА1, у которой используется первый элемент.

Элемент И12 реализуется на микросхеме DD6 K155ЛА1, у которой используется второй элемент.

Элемент ИЛИ1 реализуется на микросхеме DD64 K155ЛР1, у которой используется два элемента 2И-2ИЛИ-НЕ.

Элемент И13 реализуется на втором элементе микросхемы DD7 K155ЛА3

Элемент И14 реализуется на микросхеме DD5 K155ЛА1, у которой используется второй элемент.

Элемент ИЛИ3 реализуется на микросхеме DD8 K155ЛР1, у которой используется только один элемент 2И-2ИЛИ-НЕ.

Принципиальная электрическая схема данных элементов логической сети приведена в приложении 2.

Заключительная часть

В результате проведения курсового проекта получена принципиальная схема автоматизации процесса регулирования напряжения и тока возбуждения генератора дизель-электрической станции.

Путем осуществления перехода от словесного описания к ЛСА с последующим составлением СФВ и функциональной логической схемы, используя математический аппарат, изложенный в [1], можно составить принципиальную схему автоматизации практически любого процесса. Современная элементная база позволяет реализовать конечную схему в любом из возможных базисов. В полученной схеме используется пять микросхем серии 136, тип логики-ТТЛ.

Можно предположить, что в настоящее время существуют аналоги микросхем без инверсии на выходе, т.е. выполненные в базисе „И”, применение которых позволит уменьшить количество элементов (микросхем), входящих в состав принципиальной схемы. Минимизация количества составных частей позволит минимизировать массогабаритные показатели автоматизированной системы управления, улучшив тем самым ее качество и надежность.

Литература

1.Рогожкин Г.М., Савоськин А.Д., Кононов Б.Т., Козыренко В.П. Автоматизация СЕС, МО СССР, 1986.

2.Морозовский В.Т., Синдеев И.М., Рунов К.Д. Системы электроснабжения летательных аппаратов. М., Машиностроение, 1973, 420 с.

3.Левин М.И. Автоматизация судовых дизельных установок, Л., Судостроение, 1969, 463 с.

4.Лазарев В.Г., Пийль В.И. Синтез управляющих автоматов. М., Энергия, 1970, 420 с.

5.Кононов Б.Т. Автоматизация технических систем и технологических операций. Методическое пособие по курсовому проектированию., МО СССР, 1986.

Размещено на Allbest.ru