ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные принципы логического управления процессами химической технологии из "Методы кибернетики в химии и химической технологии" В процессе решения задач управления и оптимизации химического производства поиск оптимальных вариантов использования оборудования во многих случаях приходится сочетать с целым рядом операций переключения. Эти операции выполняются в соответствии с некоторой оптимальной стратегией, которая формулируется в виде алгоритма управления [81. [c.164] Алгоритм управления должен предусматривать выполнение ряда условий, связанных с применением оборудования в различных технологических режимах, таких, как пуск.и останов аппаратов, нормальная эксплуатация, аварийный. [c.164] Первоначально выбор оптимальной стратегии переключений, основанный на анализе возможных ситуаций, возникающих в ходе использования оборудования в разных режимах, формулируется в виде словесного предписания или технологического регламента. Технологический регламент является той исходной предпосылкой, на базе которой строится алгоритм, реализующий заданную стратегию переключений. Однако технологический регламент в форме словесного предписания еще не позволяет осуществить синтез автомата. Необходима более высокая степень формализации записи, причем технологическое предписание должно быть выражено в терминах, пригодных для использования в технике управления. [c.164] ХТП сегодня так же необходимо, как, например, применение аппарата дифференциальных уравнений в частных производных для математического описания процессов, протекающих в аппаратах с распределенными параметрами. Алгебра логики — это математический аппарат, который позволяет оперировать логическими суждениями, подобно операциям с алгебраическими символами в элементарной математике. [c.165] На возможность применения терминов алгебры логики для описания действий технических устройств впервые было обращено внимание в связи с рассмотрением электрических релейноконтактных схем. В настоящее время стало очевидным, что аппарат алгебры логики следует использовать во всех случаях, когда решения и стратегии описываются в виде двух взаимно исключающих альтернатив (например, либо применение контактного аппарата в рабочем режиме, либо его останов для регенерации катализатора). [c.165] Сложность и емкость возникающих на практике задач управления, большой объем информации, которым нужно располагать при построении управляющих систем, ставит инженеров перед необходимостью применения математического аппарата алгебры логики как средства решения задач алгоритмизации процессов переключения. В соответствии с этим возникла настоятельная необходимость ознакомить читателя с практическими аспектами приложения алгебры логики — с задачами алгоритмизации процессов управления в химическом производстве. [c.165] Проблему алгоритмизации переключения с применением методов алгебры логики рассмотрим на примере решения типовой задачи управления контактными аппаратами, широко распространенными в химической промышленности. Здесь же будут приведены основные сведения об элементах математической логики, необходимые для понимания существа разбираемой проблемы. Более подробные сведения о содержании предмета математической логики в объеме, соответствующем прикладному аспекту ее применения, можно найти в специальных источниках [8]. [c.165] Задачи переключения оборудования. Среди задач, возникающих при решении проблем оптимизации и автоматизации химического производства, существенное место занимает переключение оборудования. Широкая распространенность таких задач в химии обусловлена спецификой химического производства, в котором важная роль отводится аппаратам периодического действия. [c.165] Логическое управление. Перечисленные задачи переключения оборудования обычно реализуются при помощи автоматов, которые относятся к категориям систем, объединяемых терми-иом системы логического управления . [c.166] Под логическим управлением подразумевается обеспечение при помощи автомата заданной логической связи между сигналами, поступающими от измерительных преобразователей, дающих информацию о состоянии объекта, и управляющими воздействиями на исполнительные устройства. [c.166] Любой автомат, как и всякая физическая система, характеризуется двумя факторами схемой управления, которая в аналитическом виде может быть представлена системой уравнений алгебры логики, и способом реализации этой схемы, который, в свою очередь, зависит от вида и конструкции используемых в автомате элементов (электронных, электромеханических, пневматических и других устройств релейного типа). [c.166] В соответствии с двумя указанными признаками автомата задача логического управления решается в два этапа. [c.166] В качестве информации о процессе используются сигналы двух уровней, условно обозначаемых символами О и 1 . Два уровня сигнала соответствуют двум возможным состояниям параметра. [c.166] Такая форма представления информации о процессе отвечает специфике задач автоматического пуска и защиты оборудования, поскольку управляющие воздействия в системах переключения отрабатываются при условии перехода объекта в новое состояние. Этот переход фиксируется при достижении параметрами, характеризующими состояние объекта, некоторого установившегося критического значения. [c.166] Таблицы включений. При управлении процессом каждому набору значений входных сигналов ставятся в соответствие определенные дискретные значения выходных, или управляющих, сигналов уи г/г, ум- Взаимосвязь входных и управляющих сигналов можно выразить при помощи так называемых таблиц включений, одна из которых для случая трех входных и одного выходного параметров приводится (табл. У-З). Зависимость между значениями входных и выходного сигналов, выраженная в этой таблице, характеризует определенную стратегию переключения, и поэтому ее можно рассматривать как алгоритм управления. [c.167] Доказательство проведем, построив таблицу включения (табл. V- ) непосредственно по уравнению у= х, хч) / воспользовавшись при этом таблицами включений, соответствующими трем элементарным операциям. Полученный результат тождествен данным, представленным в табл. У-7. [c.168] Использование таблиц включения в качестве исходного материала для составления алгоритма управления, выражаемого в терминах алгебры логики, не всегда оказывается возможным. Применение этих таблиц оправдано лишь тогда, когда зависимость между сигналами относительно проста. При большом числе независимых переменных указанный метод становится неудобным, так как составление таблиц связано с перебором всех возможных сочетаний значений аргументов. Например, при Л/=10 число строк таблицы включений составляет 2 ° = 1024. Кроме того, таблицы включения позволяют представить алгоритм управления лишь ограниченного класса логических автоматов, для которых характерна неизменность внутреннего состояния. В таких автоматах определенному набору значений входных аргументов х соответствуют строго определенные значения выходных функций у (рис. У-8). [c.169] Системы управления с памятью. Большинство встречающихся на практике логических автоматов относится к категории систем управления с памятью, в которых набор выходных сигналов, вырабатываемых за некоторый отрезок времени, зависит не только от входных сигналов, поданных в тот же момент, но и от сигналов, поступивших ранее. Эти предшествующие внешние воздействия фиксируются в автомате путем изменения его внутреннего состояния. Реакция такого автомата определяется как поступившим набором входных сигналов, так и его внутренним состоянием в данный момент. [c.169] Отличительными признаками системы уравнений (У,40) является наличие в правой части символов выходных сигналов у. Значения сигналов уь у2, ум определяют внутреннее состояние автомата в момент изменения какого-либо из входных сигналов Х). [c.170] Ячейка памяти. Простейшим автоматом, реализующим алгоритм с обратной связью, является блок, содержащий элементарную ячейку памяти. Она осуществляет функцию запоминания на своем выходе сигнала 1, поступившего на ее вход, после того, как там снова установится сигнал 0. [c.170] Вернуться к основной статье