Разработка устройства логического управления

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Элементы систем автоматики»

“Разработка устройства логического управления ”

Содержание

1.Введение

2.Структурный синтез управляющего автомата

2.1 Построение направленного графа абстрактного автомата

2.2 Кодирование внутренних состояний и выбор типа памяти

2.3 Определение логических функций возбуждения памяти.

2.4 Составление таблицы траекторий.

2.5 Выбор элементов и микросхем.

2.6 Составление модели в OrCAD на основе полученных упрощенных выражений и проверка правильности работы модели

2.7 Результаты моделирования схемы автомата.

3. Выбор аналоговых элементов

3.1 Датчик индукции.

4. Выбор схем, реализующих заданные передаточные функции, вспомогательные функции и реализация коммутаций устройств со схемой автомата Мура

4.1 Таймер

4.2 Тактовый генератор

4.3 Устройство начального пуска

4.4 Устройство реализации функции F1

4.5 Устройство реализации функции F2

4.5 Устройство индикации

4.6 Разработка устройств реализующих В1, В2.

5 Устройства сопряжения

5.1 Согласование электролампы с выходом автомата.

5.2 Устройства сопряжения и нормализация шкалы датчика

5.3. Устройства опорного напряжения

6. Возвращение разряда.

7. Устройство коммутации с внешними элементами.

8. Заключение.

1.Введение

Современное промышленное производство является сложным комплексным процессом, который требует быстрого и многомерного контроля за всеми параметрами. Такой контроль был бы невозможен без применения современной электронной техники и автоматики вследствие того, что существуют многочисленные физические явления недоступные для простого визуального контроля. В настоящее время промышленная автоматика развивается значительными темпами, что связано с постоянно повышающимся уровнем сложности и качества технологических процессов. Электронные промышленные устройства являются сложными системами, в состав которых входят энергетические преобразователи, элементы электропривода, микропроцессорные узлы обработки информации и связи с внешними управляющими объектами, а также датчики различного назначения, устройства согласования с объектом управления. Очевидно, что задача разработки промышленного автомата включает в себя комплекс проблем, которые сами по себе представляют отдельную область современной электроники. Важно обеспечить высокую надежность и защиту от сбоев, поскольку существуют технологические процессы, нарушение которых может привести к катастрофическим последствиям опасным для жизни людей и окружающей среды. Поэтому создание таких устройств требует от разработчика хороших знаний в области электроники и в области технологических процессов, для управления которыми создается промышленный автомат.

Целью данного курсового проекта является разработка электронного автомата при заданных входных сигналах и контролируемых параметрах, а также исполнительных устройствах. Курсовой проект предусматривает решение основных задач реального инженерного проектирования электронной техники: структурный синтез, разработку принципиальной схемы, моделирование основных функциональных узлов, конструирование. Функционирование автомата производится по приведенному в задании алгоритму.

2.2 Кодирование внутренних состояний и выбор типа памяти

Поскольку автомат имеет шесть внутренних состояний, потребуется использовать трехразрядный код и соответственно три ячейки памяти. Это следует из формулы:

n=[целая часть(log₂ N)]+1,

где N - число внутренних состояний автомата; n - количество ячеек памяти.

В качестве элементов памяти применяются динамические D - триггеры, таким образом, автомат будет синхронным. Отказ от разработки асинхронного автомата связан со сложностью кодирования состояний асинхронного автомата с учетом эффекта «гонок». В связи с этим надежность асинхронного автомата при воздействии внешних возмущений, которые присутствуют в промышленных условиях, будет невысокой. Например, наличие импульсных помех в сигнальных цепях внешних датчиков и каналов связи может привести к ложным переключениям логических элементов, если не использовать дополнительных мер по защите от помех. При этом синхронный автомат более устойчив к импульсным помехам, так как входной сигнал D – триггера должен быть зафиксирован заранее, до прихода тактового перепада, на время не меньшее чем защитный интервал.

2.3 Определение логических функций возбуждения памяти.

Определим функции возбуждения памяти. При составлении функций возбуждения памяти учитываются только те переходы, включая петли, при которых в соответствующем разряде логический «0» меняется на «1» или «1» сохраняется.

По графу составляем передаточные функции

Упростив выражения, применяя алгебру логики, получим:

Теоретически возможны дальнейшие преобразования приведенных выражений и их минимизация в ещё большей степени, но в данном случае минимизация производилась с учетом использования мультиплексоров при реализации автомата.

Таким образом, число элементарных логических элементов в схеме автомата будет сведено к минимуму.

2.4 Составление таблицы траекторий

Составим таблицу траекторий (таблица 1):

Таблица

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать