Синтез логических устройств

Министерство образования Российской Федерации

 

 

Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет

 

 

 

 

Кафедра Автоматизации химико-технологических процессов

 

 

 

 

Курсовая работа по дисциплине

 

 

«Технические средства автоматизации»

 

на тему:

 

«Синтез логических устройств»

 

 

 

 

 

 

 

  Выполнил: ст. гр. АТ-00-01

  Максютов Р.В.

                                                                                         Проверил: Хабиров Н.М.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уфа 2004

 КАФЕДРА АХТП

 

ЗАДАНИЕ

НА КУРСОВУЮ РАБОТУ ПО КУРСУ

“ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ”

 

СТУДЕНТ: МАКСЮТОВ Р.В.

 

ТЕМА: СИНТЕЗ ЛОГИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА.

 

ДАТА ВЫДАЧИ                                                    ДАТА СДАЧИ НА ПРОВЕРКУ

     _______________                                                                 ______________

 

“УТВЕРЖДАЮ”   _______________    ЗАВ. КАФЕДРОЙ ВЕРЁВКИН А.П.

 

СОСТАВ РАБОТЫ:

 

1. Содержательная постановка задачи.
2. Формализация требований к входным и выходным переменным.
3. Постановка задачи синтеза.
4. Решение задачи.
5. Вывод логических выражений.
6. Логическая схема устройства.
7. Принципиальная схема устройства.
8. Функциональная схема автоматизации.
9. Спецификация на средства измерения и автоматизации.
10. Список использованных источников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РУКОВОДИТЕЛЬ:           _______________

 

 

ЗАДАНИЕ ПОЛУЧИЛ:   _______________

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Содержательная постановка задачи..................................................................4
2. Формализация требований к входным и выходным переменным.................4
3. Постановка задачи синтеза................................................................................5
4. Решение задачи...................................................................................................6
5. Вывод логических выражений..........................................................................7
6. Логическая схема устройства............................................................................7
7. Принципиальная схема устройства...................................................................8
8. Функциональная схема автоматизации.............................................................9
9. Спецификация на средства измерения и автоматизации................................10
10. Список использованных источников................................................................11

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Содержательная постановка задачи

 

    Постановка задачи: разработать систему диагностики исправности канала измерения температуры Тв  верха ректификационной колонны (рис.1), считая, что выход её за заданные пределы (Тmax, Тmin) свидетельствует о неисправности канала измерения температуры при условии, что расходы сырья и флегмы, температура низа колонны находятся в заданных пределах, либо их значения логически не противоречивы. Например, температура верха колонны понизилась ниже Тв.min. Анализ значений расходов сырья и флегмы, температуры низа колонны показал, что значения расходов сырья и флегмы находятся в норме, а температура низа колонны также стала ниже Тн.min. Учитывая, что температура верха и низа колонны взаимозависимы, можно заключить, что показания приборов температуры логически не противоречивы, а канал измерения температуры Тв  исправен.

 

Рис.1. Ректификационная колонна

 

2. Формализация требований к входным и выходным переменным

 

    Введем следующие входные переменные:

                  1, расход сырья находится в заданных пределах 

   А=

                0, расход сырья выходит за пределы    

 

 

                  1, расход флегмы находится в заданных пределах

   В=

                 0, расход флегмы выходит за пределы

 

 

              1, Тн <Tн.max                                1,  Тв< Тв.max

      С=                                                 Е=

                 0, Тн >Tн.max                                 0,  Тв>Тв.max

      

               1, Tн >Tн.min                                   1, Tв>Tв.min

      D=                                                  F=  

                0, Tн<Tн.min                                    0, Tв<Tв.min

        

 

 Выходная переменная:

 

                1, канал измерения температуры не исправен

      Y=

              0, канал измерения температуры исправен

 

 

3. Постановка задачи синтеза

 

  Запишем условия перехода из первого состояния во второе:

 

А	B	C	D	E	F
1	1	1	1	1	0
1	1	1	1	0	1
1	1	1	0	0	1
1	1	0	1	1	0

 

Рис.2. Условия перехода из первого состояния во второе

 

 

 

 

 

 

4. Решение задачи

 

 

                                                    С                                                                                                            С

                                                                                                                  

                                                                                                                В                                                 

                                                     А

																	2			2		2					2
																	2			2		2					2

                        D                                                        D                                                      D                                                  D                                      

           Е                        Е                            Е                            Е                         Е                        Е                         Е                        Е

     F            F           F           F           F               F            F             F           F            F           F            F           F           F          F            F  

 

 

 

Рис.3 Таблица состояний

 

  Составим карту Карно:

 

                                                      С                                                                                                          С

                                                                                                                В                                                 

                                                     А

																	1			1		1					1
																	1			1		1					1

                        D                                                        D                                                      D                                                  D                                      

           Е                        Е                            Е                            Е                         Е                        Е                         Е                        Е

     F            F           F           F           F               F            F             F           F            F           F            F           F           F          F            F  

 

 

Рис.4. Карта Карно

 

5. Вывод логических выражений

 

    Образуем контуры и в результате получаем следующее выражение логической функции:

 

Y= ABCDEF + ABCDEF + ABCDEF + ABCDEF

 

Упростив данное выражение с использованием тождеств, получим следующее:

 

Y= ABCEF + ABDEF= (A + B + C + E + F) + (A + B + D + E + F)

 

6. Логическая схема устройства

 

Реализуем данное выражение при помощи программы WorkBench:

 

 

Рис.5. Реализация логической схемы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы.

 

1. Горбатов В.А., Кафаров В.В., Павлов П.Г. Логическое управление технологическими процессами. – М.: Энергия, 1978. – 272с.
2. Смирнов И.Н. Синтез систем управления на логических элементах. – Л.: Изд-во ЛГУ, 1975. – 78с.
3. Поспелов Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. – М.: Энергия, 1974. – 368с.
4. Клюев А.С., Глазов Б.В., Миндин М.Б. Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля. – М.: Энергоатом издат, 1983. – 376с.