лее высоким требованиям. Программирование обобщенного дискретного регулят. не вькывает затруднений. Основная сложность заключается в подборе необходиу: пара.метров. Обобщенный дискретный регулятор .может включать как обрати-связь по выходной переменной, так и контур упреждающего управления по опор; .му значению и из.меренны.м воз.мущения.м.

Если из.менение параметров процесса известно заранее, то применяется табличн управление коэффициенто.м усиления. Для процессов с неопределенным изменен!! пара.метров во .многих случаях подходят адаптивные регуляторы. Если динамика с; темы и.меет невысокий порядок, .можно использовать самонастраивающийся ПИД- гулятор.

Рекомендации по дальнейшему чтению

Полное введение в теорию управления, отличающееся особы.м вни.манием ког санию систе.м в пространстве состояний и цифровы.м .моделя.м, дано в [Кно, 199 Управление хи.мически.ми процесса.ми и при.мепение различных структур упр, ления в деталях обсуждаются в [Seborg/Edgar/Mellichainp, 1989] и [Stcpha: poulos, 1984]. [Shinskey, 1996] рассматривает проблемы управления процесса: с практической точки зрения.

Дискретные систе.мы управления подробно описаны в [Astrom/Wittenmark, Ш и в [Eranklin/Powell/Workman, 1990]. Эти книги .можно использовать каксправ( НИКИ при определении интервала выборки для ПИД-регуляторов. Регулятор с кэ пенсацией ;апа;адывания был впервые описан в [Smith, 1957].

Систе.мы адаптивного управления были пред.мето.м интенсивных исследован в течение последних десятилетий. [Astrom/Wittenmark, 1995] подробно описыв; теорию и нри.менение адаптивных регуляторов. [Astrom/Hagglund, 1988] предстаь ляет собой практичное и понятное описание работы са.монастраивающихся систем

Комбинационное

и последовательностное

управление

Управление на основе переключательных схем. Аппаратные и программные средства. Программируемые логические контроллеры

Обзор

Эта глава посвящена бинарно.му ко.мбинационному и последовательностному (Т. е. управление порядко.м) управлению. В про.мьпнленности существует большое жшчество приложений, использующих переключательные схе.мы для ко.мбинаци-шного и последовательностного управления. Этот тип управления уже упо.минался ;,других ра,зделах книги. Напри.мер, простые последовательностные сети были рассмотрены в главе 2 и в разделе 3.7, где обсуждались некоторые принципы .моделиро-:-.ания с помощью последовательностного управления. Теория переключательных хсм, составляющая основу бинарного управления, используется не только в техно-..Огии автоматизации, но и во .многих других областях. И.менно эта теория лежит :,основе работы цифровых ЭВМ. В обн1е.м случае бинарное комбинационное и по-педоватсльностное управление проще, че.м традиционное аналоговое или цифровое управление с обратной связью, пото.му что использует как для измеряемых величин, так и для управляющих сигналов бинарные значения. Однако бинарное управление Имеет свои особенности, которые будут рассмотрены более подробно.

Логические схе.мы традиционно реализовывались на основе разных технологий - До середины 1970-х годов большинство схем строилось на базе электромеханических реле или пнев.матических элементов, в 1970-е годы получили широкое распространение программируемые логические контроллеры, и сегодня последова-ельностпое управление реализуется почти исключительно програ.ммны.ми сред-тва.ми. Пссмсггря на изменения в технологии, символическое изображение операций "ереключепия с помощью принципиальных схе.м, которое восходит к ранней релейной технике, до сих нор используется для описания и доку.ментирования операций зоследовательностного управления, в то.м числе и реализуемого программно. Другой важный тип языка, который можно использовать не только для описания, но и как нструмент документирования, - это функпиональные карты.

Основы теории переключательных схем и основные логические вентили рассматриваются в разделе 7.1. Принциниал1>ные схемы как средство описания комбинаци-«ного и последовательностного управления обсуждаются в разделе 7.2. Раздел 7.3 "ьтико.м посвящен программируемым логическим контроллерам. В разделе 7.4 Представлены фуикпиона.льные языки и функциональные карты как средство для tiMcaHHa бинарных последовательностей. Кроме того, функциональные карты мож-"использовать для описания параллельных пронессов. Глава заканчивается нриме-"Мпри.менения функциональных карт для решения задачи промышленного управ-

ния.

7.1. Основы теории переключательных схем

7.1.1. Обозначения

П .это.м разделе описываются основы теории переключатеугьных схе.м в объс достаточном для приложений управления процессами. Будут рассмотрены каккс бинациоппыс (без на.мяти), так и последовательностные (с па.мятью) схемы.

Теория нереюпочательпых схем позволяет создавать .модели работы бииарн устройств, т. е. таких, которые .могут быть только в одно.м из двух воз.можпых сост НИИ. Устройства, используемые в логических цепях, - выключатели, реле и двух; зиционпыс клапаны - работают только в двух состояниях. Любой транзистор нсйный элемент, т. е. не бинарный, но он .может работать и как бинарный .элеме если рассматривать только состояния "открыт" и "заперт". Бинарные датчики и; но.чнительные .механиз.мы уже были рассмотрены в главе 4.

Состояние бинарного эле.мента отражается двоичной переменной, которая, со ветствеппо, .может прини.мать только два значения, традипионно обозначаемые .либо " 1". Лля выключателя, реле или транзистора (в дальнейп1ем обозначаемых а вой X) состояние X - О означает, что элемент разо.мкпут (пе проводит ток) и X = рамкнут (проводит ток). /],ля кнопочных контактов и концевых выключателей X означаег, что контакт не приведен в действие, а X = 1 означает срабатывание.

Двоичная переменная .может также соответствовать како.му-нибу/п> уровню пряжения в реальной цепи. В схемах так называемой "положительной логики" бо шее напряжение соответствует логической "1", а .меньп1ее - логическому "О". В с мах ТТЛ двоичный "О" обычно определяется уровнем напряжения от О до О,?-а двоичная "1" - уровнем напряжения вьнне 2 3. Аналогично в пнев.мосисте\ X О .может означать, что магистраль находится под ат.мосферным давлени а X - 1 под более высоки.м.

Лля изображения логических - ко.мбинациопных и/или последоватечьпостны: цсгюй испо.чьзуются стандартные си.мволы, которые не зависят от их фактической р лизации па электрических или пневматических ко.мпонентах. Этот тип прсдставле; называется ()упкциональны.м блоко.м. В этой г.чавс изображение логических симва вьпк)..лнспо в соответствии с .международными стандарта.ми IEC 113-7 и IEC 617; м;;" гие национа-чьныс стандарты разработаны и.менно на их основе.

7.1.2. Основные логические элементы

В этом разделе оиисань! основные логические элементы (gate) - вентили - и ответствующис им логические - булевы - операции.

ПростсЙ1ией логической операцией является отрицание, или инверсия, котор выпо.чняс;т эгс.мент NOT ("ИЕ"). Этот вентиль имеет только один вход и один) ход -- если входное значение I = О, то выходное О = 1. Отрицание X обозначается Схематическое обозначение и таблица истинности элемента NOT показаны па рис. При соединении с другими логичсски.ми элементами инверсия показывается тол! .ма,чснькой окружностью на их входе либо выходе

/1ва нормально разомкггутых ключа А и В, соединенных параллельно, o6pa:iy* элемент OR ("ИЛИ"). Вьпюлпяемая ими операция назьшастся булевым сложение п обозначается

X = А -h В