Структурный синтез и анализ схем гидропневмоавтоматики

Министерство образования и науки Украины
Национальный технический университет
«Харьковский политехнический институт»
М.В. Черкашенко
СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗ И АНАЛИЗ СХЕМ
ГИДРОПНЕВМОАВТОМАТИКИ
Учебное пособие
Утверждено редакционноиздательским советом университета,
протокол № 1 от 05.04.06
Харьков НТУ «ХПИ» 2007
ББК 34.497
Ч–48
УДК 62–82.001.2
Рецензенты: В.Г. Солодов, проф., д-р техн. наук НТУ «ХАДИ»;
Б.А. Левченко, проф., д-р техн. наук НТУ «ХПИ»
Ч 48 Черкашенко М. В. Структурний синтез й аналіз схем гiдропневмоавтоматики. –
Харків: НТУ «ХПI», 2007. – 298 с.
Описані сучаснi методи синтезу та аналiзу схем гідропневмоавтоматики.
Призначена для студентів і аспірантів вищих навчальних закладів, що
навчаються
за
спеціальностями
«Системи
приводів»,
«Гідромашини
і
гідропневмоагрегати», «Гідроенергетика», «Гідропневмоавтоматика нафтової й газової
промисловості». Корисна для інженерів – фахівців, що займаються створенням систем
гідропневмоавтоматики об'єктів автоматизації.
Ч 48 Черкашенко М. В. Структурный синтез и анализ схем гидропневмоавтоматики.–
Харьков: НТУ «ХПИ», 2007. – 298 с.
ISBN 5-217-01882-8
Описаны современные методы синтеза и анализа схем гидропневмоавтоматики.
Предназначена для студентов и аспирантов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям «Системы приводов», «Гидромашины и гидропневмоагрегаты», «Гидроэнергетика», «Гидропневмоавтоматика нефтяной и газовой промышленности». Полезна для инженеров – специалистов, занимающихся созданием систем
гидропневмоавтоматики объектов автоматизации.
Ил. 169. Библиогр. 75 назв.
ББК 34.447
ISBN 5-217-01882-8
 М.В.Черкашенко, 2007 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Принятые сокращения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ………... 5
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ………… 6
Глава 1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.4.1
1.4.2
1.4.3
1.4.4
1.4.5
Глава 2
2.1
2.1.1
2.1.1.1
2.1.2
2.1.3
2.1.3.1
2.1.3.2
2.1.3.3
2.1.4
Глава 3
3.1
3.1.1
3.1.1.1
3.1.1.2
3.1.1.2.1
3.1.2
3.1.3
3.1.3.1
3.1.4
3.2
Глава 4
4.1
4.2
Системы гидропневмоавтоматики. Сравнительная оценка и выбор
системы…………………………………………………………………….
Содержание схем………………………………………………………….
Общие требования к разрабатываемым системам
гидропневмоавтоматики………………………………………………….
Расчеты при проектировании систем гидропневмоавтоматики... …….
Теоретические основы……………………………………………………
Основы алгебры логики. Определения, законы, функции……………..
Некоторые понятия теории графов………………………………………
Элементы, логические устройства схем управления
гидропневмоавтоматики………………………………………………….
Реализация логических функций средствами гидропневмоавтоматики
Элементы запоминания сигналов………………………………………..
10
12
12
14
24
24
30
34
34
36
Структурный синтез систем гидропневмоприводов……………………
Методы синтеза многотактных схем…………………………………….
Математические модели описания систем гидропневмоприводов…...
Описание систем гидропневмоприводов на языке графов операций…
Стандартная позиционная структура……………………………………
Минимизированная структура…………………………………………...
Синтез логических уравнений переключения исполнительных
устройств системы приводов с двухсторонним управлением…………
Учет нескольких программ работы управляющего автомата………….
Метод сокращения числа уравнений…………………………………….
Режимы работы систем гидропневмоавтоматики………………………
47
47
50
50
51
56
Структурный синтез схем гидропневмоавтоматики……………………
Синтез однотактных схем………………………………………………..
Математические модели описания схем гидропневмоавтоматики.
Декомпозиционные методы синтеза схем ……………………………...
Методы раздельной декомпозиции……………………………………...
Методы безраздельной декомпозиции………………………………….
Методы синтеза минимальной системы логических уравнений………
Синтез схем при симбиозе раздельной и безраздельной
декомпозиции……………………………………………………………..
Синтез схем на предельноуниверсальных логических модулях………
Использование методов раздельной декомпозиции при синтезе
схем на универсальных модулях………………………………………..
Синтез схем на универсальных устройствах……………………………
Метод совмещения функциональных и логических возможностей
входных устройств………………………………………………………..
81
81
60
69
71
74
81
81
84
87
92
100
109
110
113
Структурный анализ схем систем гидропневмоавтоматики…………... 121
Математические модели описания схем для их анализа………………. 121
Анализ функциональных возможностей элементов и модулей………. 128
3
Глава 5
5.1
5.2
5.3
5.3.1
5.3.2
5.3.3
Глава 6
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
6.10
Глава 7
7.1
7.2
7.3
7.4
Глава 8
Синтез логических схем гидропневмоприводов на
программируемых системах……………………………………………...
Классификация программируемых устройств управления
гидропневмоприводами…………………………………………………..
Микропрограммные устройства управления гидропневмоприводами..
Микропроцессорные системы управления гидропневмоприводами….
Программируемые микроконтроллеры и микроЭВМ. . . . . . . . . . . . ….
Микроконтроллеры……………………………………………………….
Программно-технические комплексы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……
Автоматизация структурного синтеза систем и схем
гидропневмоприводов…………………………………………………….
Матричные логические функции для анализа схем
гидропневмоавтоматики………………………………………………….
Синтез схем на распределителях и реле УСЭППА……………………..
Синтез схем на струйных устройствах…………………………………..
Единый подход к агрегатному синтезу схем……………………………
Математическая модель минимальной системы логических
уравнений и ее свойства………………………………………………….
Функциональная структура программного обеспечения. Ввод
исходных данных. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……………
Комплект программ синтеза схем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ………….
Комплект программ автоматизированного программирования
микропроцессорных контроллеров. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……….
Комплект программ автоматизированного программирования
микропроцессорных контроллеров МикроДат. . . . . . . . . . . . . . ………
Комплект программ технической диагностики работы логической
схемы системы приводов с использованием микропроцессорных
контроллеров. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……………………………...
Дискретно-аналоговые системы гидропневмоавтоматики…………….
Дискретно-аналоговые позиционные структуры……………………….
Позиционные пневмогидроприводы…………………………………….
Синтез управляющих схем позиционных гидропневмоприводов с
использованием декомпозиционного метода…………………………...
Дискретно-аналоговое управление………………………………………
Основы настройки, эксплуатации и ремонта систем
гидропневмоприводов……………………………………………………
150
150
151
156
156
159
172
174
174
184
190
192
196
202
215
221
223
230
233
233
240
250
255
263
Приложение 1. Пример создания программно-технического
комплекса для автоматизации стендовых испытаний гидронасосов…. 270
Приложение 2. Анализ и синтез многовыходных схем………………... 282
Список литературы……………………………………………………….
4
293