Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра автоматизации химико-технологических процессов
КУРСОВАЯ РАБОТА
Синтез логических устройств
по курсу
«Технические средства автоматизации»
Вариант 5
Уфа 2008
Содержание
|
стр. |
||
|
1 |
Содержательная постановка задачи |
3 |
|
2 |
Формализация информации о входных и выходных переменных |
4 |
|
3 |
Постановка задачи синтеза |
5 |
|
4 |
Решение задачи |
6 |
|
5 |
Логическая схема устройства |
9 |
|
6 |
Список использованных источников |
10 |
1 Содержательная постановка задачи
Электродиализометрический анализатор хлоридов в сточных водах [3] (ЭДА) работает следующим образом, рис. 1.
Анализируемый раствор, содержащий хлориды, непрерывно прокачивается по трубопроводу 1 через электродную камеру ЭДА. Определяемые ионы под действием электрического поля, создаваемого источником РИТ, транспортируются через ионообменную мембрану 2 в непрерывный поток раствор-носителя (РН) 3. Расход РН поддерживается постоянным с помощью дозатора МД. На выходе ЭДА концентрация определяемых ионов преобразуется в электрический сигнал детектором D. Концентрирование ионов в растворе-носителе осуществляется за определенный промежуток времени Т2. На это время включается РИТ и отключается МД (поток РН останавливается). По истечении времени Т2 включается МД и выключается РИТ. На выходе ЭДА детектор фиксирует появление определяемых ионов в РН в виде пика, высота которого является мерой относительной концентрации хлоридов в анализируемом растворе. После выхода пика детектор промывается в течение T1. Цикл измерения повторяется. T1 и Т2 могут изменяться 1...20 мин. В качестве детектора использовать ионоселективные электроды в комплекте с высокоомным преобразователем. За "0" условно принять сигнал детектора, соответствующий фоновому содержанию определяемого иона в РН и ниже, например, от 0 до 0,5 мА, а за "1" - сигнал детектора, соответствующий концентрации определяемого иона в РН выше фонового, т.е. в диапазоне от 0,5 до 5 мА (5 мА является максимальным выходным сигналом детектора).
|
Рисунок 1 – Объект управления |
2 Формализация требований к входным и выходным переменным
Введем следующие входные переменные:
1, если выход детектора в диапазоне от 0 до 0,5 мА;
=
0, если выход детектора в диапазоне от 0,5 до 5 мА;
1, если таймер Т2 включен;
=
0, если таймер Т2 выключен;
1, если таймер Т1 включен;
=
0, если таймер Т1 выключен;
Введем следующие выходные переменные:
1, подача сигнала на включение таймера Т1;
=
0, если нет сигнала на включение таймера Т1;
1, подача сигнала на включение таймера Т2;
=
0, если нет сигнала на включение таймера Т2;
1, если МД работает, а РИТ выключен;
=
0, если МД выключен, а РИТ работает;
3 Постановка задачи синтеза
Составляем таблицу состояний, представляющую собой модель в виде автомата Мура. Столбцы образуются комбинацией значений входных переменных (входного состояния), строки образуют реализуемые состояния логического устройства.
Таблица 1 - таблица состояний
|
c |
c |
|||||||||||
|
b |
||||||||||||
|
a |
x |
y |
z |
|||||||||
|
1 |
2 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|||||||
|
2 |
2 |
3 |
0 |
0 |
1 |
|||||||
|
3 |
4 |
3 |
1 |
0 |
1 |
|||||||
|
4 |
5 |
4 |
4 |
0 |
0 |
1 |
||||||
|
5 |
5 |
6 |
0 |
1 |
0 |
|||||||
|
6 |
1 |
0 |
1 |
0 |
Примечание:
1 – концентрирование ионов в растворе-носителе в течении времени Т2;
2 – включение МД, отключение РИТ, до получения импульса;
3 – включение таймера Т1;
4 - промывание детектора в течении времени Т1;
5 – включение таймера Т2.
4 Решение задачи
Для решения задачи введем промежуточные функции. Каждому из 3 состояний должна соответствовать своя комбинация промежуточных функций. , где S – число состояний, r – число промежуточных функций. В нашем случае r=2. Поэтому введем две промежуточные функции Р1, Р2.
|
Р1 |
||||
|
1 |
2 |
3 |
||
|
Р2 |
6 |
5 |
4 |
|
|
Р3 |
Таблица 2 - таблица соответствия
Для каждой из промежуточных функций строим карту Карно и записываем выражение логической функции. Заполнение ведется с использованием таблиц состояния и соответствия.
Таблица 3 – карта Карно для P1
|
c |
c |
||||||||||
|
b |
|||||||||||
|
a |
|||||||||||
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
Р3 |
||
|
3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
Р1 |
||
|
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Р2 |
||
|
5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
7 |
Р1 |
||||||||||
|
8 |
Таблица 4 – карта Карно для P2
|
c |
c |
||||||||||
|
b |
|||||||||||
|
a |
|||||||||||
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Р3 |
||
|
3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Р1 |
||
|
4 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Р2 |
||
|
5 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
7 |
Р1 |
||||||||||
|
8 |
Таблица 5 – карта Карно для P3
|
c |
c |
||||||||||
|
b |
|||||||||||
|
a |
|||||||||||
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
2 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
Р3 |
||
|
3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
Р1 |
||
|
4 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Р2 |
||
|
5 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
|
7 |
Р1 |
||||||||||
|
8 |
Запишем выражения для P1, P2:
;
;
Cоставим карты Карно для выходных функций x, y, z
по таблицам состояния и соответствия.
Таблица 5 – карта Карно для выходной функции x
|
Р1 |
||||
|
0 |
0 |
1 |
||
|
Р2 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Р3 |
Таблица 6 – карта Карно для выходной функции y
|
Р1 |
||||
|
0 |
0 |
0 |
||
|
Р2 |
1 |
1 |
0 |
|
|
Р3 |
Таблица 7 – карта Карно для выходной функции z
|
Р1 |
||||
|
0 |
1 |
1 |
||
|
Р2 |
0 |
0 |
1 |
|
|
Р3 |
Теперь, зная выражения для промежуточных переменных и выражения для выходных переменных, можно построить логическую схему устройства.
5 Логическая схема устройства
6 Список использованных источников
3. Динкель В.Г., Прахова М.Ю. Методы и средства автоматического контроля состава многокомпонентных растворов. – Уфа: Изд. Уфим. нефт. ин-та. – 94с.