Указания к выполнению домашнего задания

1. Изучение принципа работы цикловой системы управления мехатронного агрегата проводится на основе лекционного материала, кратких сведений из теории, изложенных в данной работе, и разъяснений преподавателя.

Рис. 1.

2. Тактограмма движения задается шифром - шестизначным числом (по числу тактов движения), составленным из номеров механизмов. Номер каждого механизма входит дважды: первое указание номера означает, что в соответствующем такте происходит прямой ход звена, вторичное указание номера - обратный ход. В заданных положениях звеньев расположены конечные выключатели (КВ), на которые нажимают упоры, расположенные на звеньях (рис. 1). В нажатом положении сигнал от КВ равен 1, в не нажатом - 0. Каждое звено лабораторного робота снабжено двумя КВ, обозначенными через и . На тактограмме показываются такты движения (наклонные линии) и такты выстоя (горизонтальные линии), а также значение сигнала в начале каждого такта от одного из КВ. Так как в каждом такте происходит одностороннее движение одного звена, то для управления этим движением используются сигналы КВ других звеньев (управляющие сигналы). Сигналы КВ управляемого звена не входят в число управляющих и на тактограмме обведены рамками (табл. 1).

Табл. 1.

ТАКТОГРАММА 213321

Наименова-	Си-	Такты движения
ние	гнал
З в	З1
е н	З2
ь я	З3
Память

3. Тактограмма считается реализуемой, если все комбинации управляющих входных сигналов в начале каждого такта будут различными. Если это условие не выполняется, то тактограмма считается не реализуемой и вводят дополнительный управляющий сигнал от устройства, называемого «памятью». Обозначим сигнал от памяти через z. Если память включена, то z =1, если выключена, то z =0. За цикл движения происходит однократное включение и выключение памяти. Такты, в начале которых включается или выключается память, должны быть выбраны так, чтобы не было совпадающих наборов управляющих сигналов. При этом такт, в начале которого включается или выключается память, разбивается на два логических такта (до изменения сигнала памяти и после изменения).

4. После построения тактограммы заполняется таблица включений (табл. 2). Верхняя часть таблицы включений содержит значения сигналов от КВ и от памяти. При переходе от одного логического такта к другому меняется значение только одного сигнала из всего набора сигналов. Этот сигнал называется тактирующим и обозначается «звездочкой» (*).

Табл. 2

Наименование

Сиг- нал

С О С Т О Я Н И Я

1а

1б

4а

4б

ВХОДЫ

З1

1*

0*

З2

0*

1*

З3

0*

1*

Память (П)

0*

1*

П

«Вкл»

-

-

-

В

«Выкл»

-

-

-

Ы

З

«Вперед»

-

-

-

-

Х

«Назад»

-

-

О

З

«Вперед»

-

-

-

-

Д

«Назад»

-

-

Ы

З

«Вперед»

-

«Назад»

-

-

-

-

-

В нижней части таблицы отмечаются такты, в которых должны подаваться сигналы на включение и выключение памяти ( и ), сигналы на движение звеньев вперед (, , ) и назад (, , ). Эти сигналы называются выходными. Для каждой выходной функции имеется только одно рабочее состояние (значение функции равно 1). После простановки единиц в рабочих состояниях делаются прочерки в безразличных состояниях, следующих за рабочим, при которых может повторяться или не повторяться сигнал на выполнение действия, соответствующего данной функции. Все остальные состояния являются запрещенными и для них выходные функции должны быть равны нулю.

5. Составление формул включения (табл. 3) сводится к нахождению алгебраического выражения двоичной функции по ее табличному заданию, приведенного в таблице включений. В формулы включения не входят входные сигналы от того механизма или элемента памяти, для которого составляется формула.

При составлении формул включения и их упрощении пользуются таблицей включения. По значениям входных сигналов в рабочих состояниях составляются исходные формулы в виде логического произведения этих сигналов, причем значению 0 соответствует инверсное значение аргумента.

Для исходной формулы включения часто удается подобрать упрощенный вариант, содержащий меньшее число входных сигналов, но обладающий те ми же свойствами, что и исходная формула: исходная и упрощенная формулы равны единице в рабочем состоянии и нулю в запрещенных состояниях, причем набор сигналов, входящих в упрощенную формулу в рабочем состоянии, не должен встречаться в запрещенных состояниях.

6. На основании полученных формул включения строится схема управления приводами звеньев механизма.. При этом будем считать, что исполнительным элементом включения или выключения того или иного привода звена в лабораторной установке является электромагнитное реле. Контакты электромагнитных реле включены в схему привода электродвигателя, как показано на рис. 2.

При составлении формул включения и их упрощении пользуются таблицей включения. По значениям входных сигналов в рабочих состояниях составляются исходные формулы в виде логического произведения этих сигналов, причем значению 0 соответствует инверсное значение аргумента.

Рис. 3

Для исходной формулы включения часто удается подобрать упрощенный вариант, содержащий меньшее число входных сигналов, но обладающий теми же свойствами, что и исходная формула: исходная и упрощенная формулы равны единице в рабочем состоянии и нулю в запрещенных состояниях, причем набор сигналов, входящих в упрощенную формулу в рабочем состоянии, не должен встречаться в запрещенных состояниях.

7. Схема системы управления может быть реализована на различных элементах (пневматических, электромагнитных, интегральных схемах). В данной работе элементы схемы реализованы на электромеханических конечных выключателях, схема подключения которых в лабораторной установке показана на рис. 1, а схема управления на этих элементах - на рис. 3.

Табл. 3

Наименование	Вхо ды	Состояния	Формулы включения
Раб.	Запрещ.	Исходные	Упрощен.
П	«Вкл»		0*	1 1 0 1 0 0 1 1 1
	«Выкл»		1*	0 0 0 0 0 1 0 1 1
З1	«Вперед»		0*	1 1 1 1 1 0
	«Назад»		1*	0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1
З2	«Вперед»		0*	1 0 1 1 1 1
	«Назад»		1*	1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1
З3	«Вперед»		0*	1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
	«Назад»		1*

Таблица заданий