Элементы памяти.
Определение
Элементом памяти называется такой элемент, который сохраняет свое состояние после прекращения действия сигнала управления.
Реализация
Элементы памяти могут быть механическими, пневматическими (гидравлическими), электрическими на базе реле (самоподхват), электронными, виртуальными (программируемыми).
Рис.1 Бистабильный эл. памяти
Рис.2 Кнопка с фиксатором
механический эл. Памяти
Рис.3. Бистабильный
пневмораспределитель
Рис.4.
Самоподхват
Электронный элемент памяти
Рис.5. Электронный триггер
Триггер (от англ.TRIGGER – защелка, курок) – это бистабильный элементпамяти, у которого два стабильных состояния: 0 и 1.
В каждый определенный момент времени триггер может иметь только одно определенное состояние.
Обозначение входов:
S – (set) установить в состояние на 1;
R – (reset) установить в состояние 0.
При подаче кратковременного сигнала 1 на вход S триггер переходит в состояние 1 (или состояние 1 сохраняется). Даже, если сигнал управления на этом входе изменит свое состояние на 0, то триггер останется включенным.
При подаче кратковременного сигнала 1 на вход R триггер переходит в состояние 0 (или состояние 0 сохраняется).
Таким образом, триггер является элементом памяти, так как сохраняет свое состояние после прекращения действия сигнала управления. Обычно переход от одного состояния к другому происходит при выполнении определенных условий.
Рис.6 Функциональная схема триггера (программируемый элемент).
Рис. 7 Принцип работы электронного триггера
Временная диаграмма и таблица истинности триггера
|
S |
R |
Qt |
Qt+1 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
? |
|
1 |
1 |
1 |
? |
Qt- состояние в момент подачи сигнала (элемент не успел среагировать),
Qt+1- состояние после реакции элемента на изменение сигнала.
? – неустойчивое (не разрешенное) состояние для электронных элементов (может быть и 0, может быть и 1). Для программируемых триггеров результат зависит от доминанты.
Доминанта программируемого триггера.
Доминантой называется присвоенное свойство триггеру, которое определяет его поведение при встречных сигналах (одновременно включить и отключить).
Различают триггеры с доминирующим включением и доминирующим отключением.
Доминирующее включение: S = 1, R = 1, Qt+1 = 1
Доминирующее выключение: S = 1, R = 1, Q t+1 = 0
Анализ использования элемента памяти
Для каждого привода (или исполнительного устройства) необходимо определить необходимость использования элемента памяти. Конкретный элемент памяти выбирается с учетом конкретной ситуации (спецификации). Элемент памяти должен быть привязан к работе конкретного привода! Если элемент памяти используется для вспомогательных нужд, то на выходе элемента памяти указывается виртуальный привод – меркер (flag – англ.).
Если память необходима, то в техническом задании должно быть 2 предложения, описывающие условия включения и выключения памяти.
Переход от одного состояния к другому происходит при выполнении определенных условий.
Пример технического задания
Цилиндр
1. Электромагнит Y1 вкл. , если ( ? ? горит лампа Н2) ? B1
2. Электромагнит Y1 выкл. , если ?
Автоматический цикл (Н2)
1. Автоматический цикл (Н2) включен кнопка ? была нажата
2. Автоматический цикл (Н2)выключен кнопка ? была нажата
Программирование триггера
FBD. LOGO Soft
Вход S устанавливает
выход Qна 1.
Вход R сбрасывает выход
Qна 0.
Если Sи Rравны 1
одновременно, то выход
сбрасывается.
Параметр Par: Этот параметр используется для включения и выключения свойства сохраняемости после отключения питания.
Ret: off [выкл] = сохраняемость отсутствует
on [вкл] = состояние сохраняется
FBD. S7-200
Когда исполняются команды Установка и Сброс, устанавливается (включается) или сбрасывается (выключается) указанное количество разрядов (N), начиная со значения, определенного параметром «бит».
Диапазон разрядов, которые могут быть
Установлены или сброшены, составляет от 1 до 255.
LDR. S7-200
STL. S7-200
LD E1
S бит, N
………..
………..
LD E2
R бит, N
ST.
STEP 10 |
|
|
|
|
|
IF |
|
S1 |
|
|
THEN |
SET |
H1 |
|
|
ELSE |
NOP |
|
STEP 20 |
|
|
|
|
|
IF |
|
S2 |
|
|
THEN |
RESET |
H1 |
|
|
ELSE |
NOP |
|
1 БИТ (Bit) – наименьшая еденица информации, разряд двоичного числа. Бит может принимать значения только 0 и 1 (например, триггер – это электронная ячейка, предназначенная для хранения информации 1 бит). Состояние 0 – это тоже информация!
Упражнение RS0
Лампа Q1 загорится и будет продолжать гореть, если кратковременно (нажать и отпустить) нажать кнопку I1, при этом кнопка I2 – не нажата.
Лампа Q1 погаснет, если кратковременно (нажать и отпустить) нажать кнопку I2, при этом кнопка I1 – не нажата.
1.Составить спецификацию элементов. Для приводов определить необходимость использования элемента памяти. Связать его работу с приводом!
2. Нарисовать диаграмму.
3.Составить таблицу истинности, учитывая предыдущее и последующее состояние привода.
4. Найти функции включения и выключения триггера (СНДФ).
При необходимости минимизировать функции, используя карты Карно.
5. Синтезировать программу в FBD и LDR, симулировать их работу в LOGO! Soft.
Решение.
1. Кнопки управления: I1, I2.
Привод: Q1- память RS триггер.
2. Закончить диаграмму.
Решение.
3. Таблица истинности.
Условия set
|
I1 |
I2 |
Q1 t |
Q1 t+1 |
|
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
|
|
0 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
|
|
1 |
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
1 |
|
Условия reset
|
I1 |
I2 |
Q1 t |
Q1 t+1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
3. Функция setQ1 = I1·I2`
Функция resetQ1 = I1`·I2
Минимизации не требуется.
Закончить FBD.
Решение.
Закончить LAD.
Решение.
Решение. Для LOGO!Soft.
Упражнение RS1
В помещении имеется охранная система, состоящая из пульта, двух инфракрасных датчиков и сирены. Сигнализация работает по следующему принципу: если сигнализация включена (кнопка с фиксатором), т.е. состояние пульта управления равно «1», то при срабатывании хотя бы одного из датчиков сирена начинает работать -«1». Сирена продолжает работать даже в том случае, если датчики будут иметь значение 0. Сирена отключается с пульта управления («0»).
1.Составить спецификацию элементов. Для приводов определить необходимость использования элемента памяти. Связать его работу с приводом!
2.Составить таблицу истинности, учитывая предыдущее и последующее состояние привода.
3. Найти функции включения и выключения триггера (СНДФ).
При необходимости минимизировать функции, используя карты Карно.
4. Синтезировать программу в FBD и LDR, симулировать их работу в LOGO! Soft.
Решение.
1. Кнопки и датчики управления: I1, I2, I3.
Привод (сирена): Q1- память RS триггер.
2. Закончить диаграмму.
Решение.
3. Закончить таблицу истинности.
|
№ |
Пульт I1 |
Датчик I2 |
Датчик I3 |
Сирена Q1 t |
Сирена Q1 t+1 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
3 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
4 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
5 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
6 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
7 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
8 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
9 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
10 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
|
11 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
|
12 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
13 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
14 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
15 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
16 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
Решение.
|
№ |
Пульт I1 |
Датчик I2 |
Датчик I3 |
Сирена Q1 t |
Сирена Q1 t+1 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
3 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
4 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
5 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
6 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
7 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
8 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
9 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
10 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
11 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
12 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
13 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
14 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
15 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
16 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
3. Составить СНДФ для setQ1.
Решение
set Q1 = I1·I2`·I3 + I1·I2·I3` + I1·I2·I3
Минимизировать функцию.
Карта Карно. Решение.
|
|
I2 |
I2` |
||
|
I1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
I1` |
|
|
|
|
|
|
I3` |
I3 |
I3` |
|
set Q1 = I1·I2 + I1·I3 = I1 (I2 + I3)
Получить функцию reset.
Решение.
reset Q1 = I1`·I2`·I3` + I1`·I2`·I3 + I1`·I2·I3`+ I1`·I2·I3
3. Минимизировать функцию.
|
|
I2 |
I2` |
||
|
I1 |
|
|
|
|
|
I1` |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
I3` |
I3 |
I3` |
|
reset Q1 = I1`
Закончить FBD.
Решение.
Закончить LDR.
Решение.
