Контрольная работа по дисциплине «Автоматизированное управление технологическими процессами» по теми: «Синтез управляющих цифровых автоматов»



Скачать 183.32 Kb.
Дата01.01.2013
Размер183.32 Kb.
ТипКонтрольная работа
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

СУМСЬКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУК

СЕКЦИЯ КСУ

Контрольная работа
по дисциплине

«Автоматизированное управление технологическими процессами»

по теми:

«Синтез управляющих цифровых автоматов»

Вариант №11
Выполнил: студент группы СУ-61

Никоненко М.Ю.

Проверил: Толбатов В.А.

Суми 2010

Теоритическая часть

1.Дать определение критерию устойчивости.Какие критерии должны соблюдаться при опрелении управляющих факторов?

Назначение АСУ ТП-обычно можно определить как целенаправленное ведение технологи обеспечение смежных и вышестоящих систем управления необходимой информацией. В ряде случаев, когда функционирование новых сверхмощных объектов без современной АСУ оказывается практически невозможным, назначением такой системы является достижение реализуемости и устойчивости технологического процесса при высокоинтенсивных и экономичных режимах использования оборудования.

Создание и функционирование каждой АСУ ТП должно быть направлено на получение вполне определенных технико-экономических результатов (снижение себестоимости продукции, уменьшение потерь, повышение производительности труда, качества целевых продуктов, улучшение условий труда персонала и т. п.). Поэтому после определения назначения АСУ ТП необ­ходимо четко конкретизировать цели функционирования системы. Примерами таких целей для промышленных объектов могут служить: обеспечение безопасности его функционирования; стабилизация параметров входных потоков; получение заданных параметров выходных продуктов; оптимизация режима работы объекта; согласование режимов работы оборудования.

Степень достижения поставленных целей принято характеризовать с помощью так называемого критерия управления, т. е. показателя, достаточно полно характеризующего качество ведения технологического процесса и принимающего числовые значения в зависимости от вырабатываемых системой управляющих воздействий. В строгой, обычно математической, форме критерий управления конкретизирует цель создания данной системы. Одна из общих постановок вопроса о критерии управления сводится к стремлению получить наибольший экономический эффект, который определяется разностью стоимостей получаемой готовой продукции и сырья, энергии, рабочей силы и прочих затрат. Оптимальным будет такое управление процессом, которое позволит добиться максимального значения этой разности.

Не меньшую роль, чем критерий, играют ограничения, которые должны соблюдаться при выборе управляющих воздействий. Ограничения бывают двух видов физическое, которые не могут быть нарушены даже при неправильном выборе управляющего воздействия, и условные которые могут быть нарушены, но нарушение приводит к значительному ущербу, не учитываемому критерием. При управлении часто наиболее существенные факторы учитываются именно ограничениями, а не критерием.


Как правило, общий критерий экономической эффективности управления технологическим процессом неприменим из-за сложности определения необходимых количественных зависимостей в конкретных условиях; в таких случаях формируют частные критерии оптимальности, учитывающие специфику управляемого объекта и дополненные условными ограничениями. Такими частными критериями, например, могут быть:

максимальная производительность агрегата при определенных требованиях к качеству продукции, условиях эксплуатации оборудования и т. д.;

минимальная себестоимость при выпуске продукции в заданном объеме и заданного качества;

минимальный расход некоторых компонентов, например дорогостоящих присадок или катализатора.

Чтобы добиться желаемого (в том числе оптимального) хода технологического процесса, в системе управления им необходимо в нужном темпе выполнять множество различных взаимосвязанных действий: собирать и анализировать информацию о состоянии процесса, регистрировать значения одних переменных и стабилизировать другие, принимать и реализовывать соответствующие решения по управлению и т. д.

Практическая часть

Задача 1

Выполнить синтез управляемого микропрограммного цифрового автомата (МЦА) Уилкса. В соответствии входных данных табл.1, построить граф-схему алгоритма (ГСА) МЦА, провести переименование операторов ГСА, на основе полученной схемы получить логическую схему алгоритма (ЛСА) МЦА, построить матричную схему алгоритма (МСА). На основе полученных алгоритмов построить микропрограмму функционирования МЦА и блок-схему управляемого МЦА Уилкса.

Решение

Входные данные:

A0

A0

A1

A1

A2

A2

A3

A3

A4

A4

A5

A5

A6

A6

A7

A7

A1

-

A2

-

A3

-

A4

-

A5

-

A6

-

A7

-

A8

A15

A8

A8

A9

A9

A10

A10

A11

A11

A12

A12

A13

A13

A14

A14

A15

A15

A9

-

A10

-

A11

A15

A12

A4

A13

A2

A14

-

A15

-

-

-

Табл. 1 Таблица входных данных к задаче 1

Построим ГСА работы МЦА с учетом входных данных из табл.1. A0 и A15 – операторы начала и конца алгоритма, к логическим операторам относятся- A1, A5, A11, A14 (операторы ветвления), остальные – операционные (безусловный переход).

Распишем алгоритм логических операторов:

A7 – переход на A8 при высоком уровне и на A15 при инверсном;

A9 – переход на A10 при высоком уровне и на A13 при инверсном;

A10 – переход на A11 при высоком уровне и на A15 при инверсном;

A11 – переход на A12 при высоком уровне и на A3 при инверсном;

При построении алгоритма работы ГСА (Рис.1, а) учитывается вышеизложенные тезы, последовательно изображая вершины графов, которые соответствуют операторам алгоритма. Граф начинается с оператора A0, последовательно выполняя переход из начального состояния времени t в следующее t+1, с учетом логических операторов, которые меняют свое состояние 0 или 1.

Переименованная ГСА изображается на (Рис.1, б). Это выполняется с целью упрощения понимания процесса работы алгоритма. Выполним переименование операторов условного перехода A7, A9, A10, A11 в Х1, Х2, Х3, Х4, Х5; операторы безусловного перехода A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A8, A13, A15 в A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9, A10.


Рис.1 а) ГСА в соответствии с входными данными, б) переименованный ГСА

Для построение ЛСА на основе ГСА используем следующие правила: если вход оператора совпадает с выходом следующего безусловного оператора, то операторы обозначаются одним за одним. Если вход оператора совпадает с высоким уровнем логического оператора, то обозначается ↑i , если вход оператора совпадает с инверсным выходом, то обозначается ↓i в качестве i устанавливается порядковый номер логического оператора. Пользуясь изложенными правилами получим ЛСА работы МЦА:

A0 А15A2A34A4 А5A6 Х11A7 Х22 Х33 Х44 Х525 A8 A915 A10
Построим МСА с помощью которой можно сопоставить работу управляемого аппарата в форме логических уровней. Для этого по значениям ГСА строим квадратную матрицу mxm, где m – количество операторов безусловного перехода. Строки МСА являются операторами A0, A1, … Am-1, а столбцы A0, A1, … Am.




A1

A2

A3

A4

A5

A6

A7

A8

A9

A10

A0

1




























A1




1

























A2







1






















A3









1



















A4













1










1




A5
















1













A6





























A7



























A8

























1




A9




























1

Табл.2 МСА роботы МЦА

Для построения управляемого МЦА построим таблицу кодировки для операторов Ai:

Оператор

A0

A1

A2

A3

A4

A5

A6

A7

A8

A9

A10

A11

Кодировка

0000

0001

0010

0011

0100

0101

0110

0111

1000

1001

1010

1011

Табл.3 Таблица кодировки для операторов Ai

По полученной ГСА построим логические уравнения для функционирования МЦА, которые относятся к оператору At+1, который используется в следующий момент времени после выполнения действий оператора At. При формировании логических уравнений в качестве логических операторов используется или , в которых используется условие перехода одного оператора к следующему.

Логические уравнения для МЦА:

1) 8)

2) 9)

3) 10)

4) 11)

5) 12)

6) 13)

7) 14)

На основании полученных уравнений построим микропрограмму функционирования МЦА, в которой учитывается условный переход от оператора At в следующий за ним At+1.

Номер

t

t+1

Код МК

Номер

t

t+1

Код МК

1





0001

9





0111

2





0101

10





1000

3





0010

11





1001

4





0011

12





0100

5





0100

13





1010

6





0011

14





1011

7





1001













8





0110













Табл.4 Кодировка операторов Ai с учетом логического выражения

Проведем объединение логических выражений которые имеет одинаковую кодировку. Для индекса 1 – уравнения 1, 15; для 3 – уравнения 4, 6; для 4 – уравнения 5, 12; для 5 – уравнения 2, 16; для 9 – уравнения 7, 11. В результате получим следующие уравнения:





















После полученных уравнений построим блок БФМК и БПЛУ (Рис.2) и (Рис.3). По полученным схемам можно построить блок схему МЦА Уилкса (рис.5).



Рис. 2 Блок формирования микрокоманд



Рис.3 Блок проверки логических условий

Рис.4 Микропрограммный цифровой автомат Уилкса

Задача 2

Синтез управляемого автомата на комбинационных схемах. С учетом входных данных Табл. 5. Построить логические функции управляемого автомата, минимизировать полученные функции. Построить функциональную схему с использованием дешифратора.



Номер

Умова

Вектор дій

x1

x2

x3

x4

y1

y2

y3

1

0

0

0

-

1

1

1

2

0

0

1

0

0

0

0

3

0

1

0

1

0

1

0

4

0

1

1

0

1

0

0

5

-

1

1

1

1

1

0

6

1

0

-

0

1

0

1

7

1

0

1

1

1

0

1

8

1

1

0

0

0

1

1

9

1

1

0

1

0

0

1

Табл. 5 Входные данные к задаче 2

Для каждого номера векторов выбираем те значения которые соответствуют 1. Для таких условий определим вектора с предварительным упрощением, получим следующие выражения:







Проведем минимизацию логических функций:







В результате логических преобразований и минимизации функций получим блок схему управляемого автомата (рис.5) с прямоугольным дешифратором, где входными условиями являются векторы , а выходами разряди векторов действий. На соответствующие выходы подается инвертированный или прямой сигнал на логический элемент «И», после суммирования «ИЛИ» получается конечный управляющий сигнал.


Рис.5 Схема управляемого автомата с прямоугольным дешифратором
Вывод: В работе были освоены подходы по реализации алгоритмов логических автоматов, задействованы различные методы по получению алгоритма микропрограммы для управляемого логического автомата Уилкса. Так же были выполнены основные операции по минимизации функции для осуществления синтеза системы. Получен прямоугольный дешифратор для управляемого автомата.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Стефани Е.П. Основы построения АСУ ТП: Учеб. пособие для вузов.-М.:Энергоиздат,1982.-352 с.: ил.

2. Лавинский Г.В. Построение и функционирование сложных систем управления: Учебное пособие.-К.:Выща шк. Головное изд-во;1989.-336с.: ил.

3. Романенко Д.В., Игнатенко Б.В. Адаптивное управление технологическими процессами на базе микроЭВМ: Учеб. пособие.- К.:Выща шк.,1990.-334с.:ил.

4. Подлесный Н.И., Рубанов В.Г. Элементы систем автоматического управления и контроля: Учебник.-3-е изд., перераб. и доп.- К.:Выща шк.,1991.-461с.:ил.

5. Автоматизированные системы управления технологическими процесами: (справочник)/А.З.Грищенко, В.П.Грищук, В.М.Денисенко и др.; Под ред. акад. АН УССр Б.Б.Тимофеева.-К.:Техніка,1983.-351с.: ил.

6. Борисенко О.А. Керуючi системи: Навчальний посiбник.-Київ: Центр навчальної лiтератури, 2004.-216с.

Похожие:

Контрольная работа по дисциплине «Автоматизированное управление технологическими процессами» по теми: «Синтез управляющих цифровых автоматов» iconАвтоматизированное управление процессами производства соков
Специальность 05. 13. 06 Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Контрольная работа по дисциплине «Автоматизированное управление технологическими процессами» по теми: «Синтез управляющих цифровых автоматов» iconС помощью теории автоматов
В данной статье автор освещает проблему анализа проходимых автоматов в управлении технологическими процессами
Контрольная работа по дисциплине «Автоматизированное управление технологическими процессами» по теми: «Синтез управляющих цифровых автоматов» iconУправление технологическим процессом высокотемпературной пайки при производстве щелевых антенных решеток 05. 13. 06 Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (связь и информатизация)
Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (связь и информатизация)
Контрольная работа по дисциплине «Автоматизированное управление технологическими процессами» по теми: «Синтез управляющих цифровых автоматов» iconАвтоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

Контрольная работа по дисциплине «Автоматизированное управление технологическими процессами» по теми: «Синтез управляющих цифровых автоматов» iconМатематическое моделирование и оптимальное управление температурным полем диска газотурбинного двигателя при индукционном нагреве в процессе термопластического упрочнения
Специальность 05. 13. 06 Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)
Контрольная работа по дисциплине «Автоматизированное управление технологическими процессами» по теми: «Синтез управляющих цифровых автоматов» iconСтоимость обучения в аспирантуре фгбоу впо «вглта» на коммерческой основе
Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
Контрольная работа по дисциплине «Автоматизированное управление технологическими процессами» по теми: «Синтез управляющих цифровых автоматов» iconКонтрольная работа по дисциплине «Естествознание»
Цель: выявить знания студентов об общих географических закономерностях Земли; умения устанавливать взаимосвязи между различными процессами...
Контрольная работа по дисциплине «Автоматизированное управление технологическими процессами» по теми: «Синтез управляющих цифровых автоматов» iconАлгоритмичекое и программное обеспечение управления приводом исполнительных механизмов с предсказанием внешней нагрузки
Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
Контрольная работа по дисциплине «Автоматизированное управление технологическими процессами» по теми: «Синтез управляющих цифровых автоматов» iconСистемы поддержки интеллектуального функционирования на сортировочной станции: технологическое, математическое и методическое обеспечение
Специальность 05. 13. 06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (на транспорте)
Контрольная работа по дисциплине «Автоматизированное управление технологическими процессами» по теми: «Синтез управляющих цифровых автоматов» iconРабочая программа учебной дисциплины теория автоматов
Знание основ формальных языков и типовых моделей, используемых для описания управляющих автоматов
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org