Логическое управление
Любое современное промышленное предприятие наполнено большим количеством разнообразного оборудования. Сложность этого оборудования такова, что человек не способен в ручном режиме выполнять необходимые функции управления. А если бы и был способен, то понадобилось бы огромное количество персонала, чтобы решить все поставленные задачи. Но технологический процесс должен работать, поэтому оборудование оснащается системами автоматического управления. Такие системы берут на себя организацию последовательности действий отдельных механизмов и устройств, а также осуществляют контроль над качеством их работы. При этом чисто условно, можно выделить два типа управляющих систем: системы непрерывного управления и системы дискретного управления. Условность такого деления сегодня заключена в тесном переплетении обеих типов между собой. Но в некоторых случаях, и особенно в образовательных целях его лучше провести. Ниже будет показано отличие непрерывного и дискретного управления.
Основой любой системы управления выступает технологический процесс. Это может быть процесс преобразования сырья в готовую продукцию, процесс перемещения различных объектов либо что-то еще. Для реализации функций этого процесса создается система управления. Что бы она могла работать, в процесс встраиваются исполнительные и измерительные устройства. Например, в электрической печи исполнительным устройством считается нагревательный элемент, в комплекте с устройством коммутации, а за измерения отвечает температурный датчик. Подобная система имеет возможность управлять температурой в печи нужным образом. Для этого непрерывно измеряется требуемый параметр, и вычисляется необходимость изменения режима работы исполнительного устройства. Тем не менее, существуют устройства, где не требуется постоянного отслеживания параметров процесса, а достаточно знать только некоторые фиксированные его состояния. Примером может служить обычная лампочка. Она имеет только два рабочих состояния – выключено, либо включено. Переходными процессами включения и выключения лампочки можно пренебречь, соответственно для управления не требуется постоянно отслеживать уровень светового потока. Достаточно просто знать, что он есть. И подобных систем сегодня существует огромное количество. К ним можно отнести двигатели насосов и вентиляторов, электромагнитные клапана и реле и еще множество технических устройств и элементов. Общее название устройств, работающих в нескольких фиксированных состояниях – дискретные элементы.
Управление одиночным дискретным элементом не представляет особой сложности. Но в современных системах можно встретить десятки и сотни подобных устройств. Функционирование отдельных элементов, часто взаимосвязано. Описание подобных систем уже требует применения сложных логических конструкций. Например, двигатель насоса должен включиться, если давление в баке достигло заданного значения, при этом клапан наполняющего трубопровода должен быть закрыт. Как видно из примера, применение логических выражений позволило связать между собой функционирование трех устройств. В реальности на одном объекте их может быть десятки и сотни. Соответственно логические выражения становятся огромными и трудночитаемыми. К счастью техника позволяет реализовать их достаточно просто и практически в чистом виде. Этот факт послужил появлению выделению отдельного типа управления, называемого логическим управлением. Традиционно, для построения схем логического управления использовались электромагнитные реле, либо базовые логические элементы. Сегодня, в качестве управляющих устройств, все чаще применяются микропроцессорные системы. Кстати, микропроцессор сам по себе одна из самых сложнейших систем логического управления.