03 - Układy sekwencyjne.pdf
(
297 KB
)
Pobierz
UKŁADY SEKWENCYJNE
1.
Przerzutniki asynchroniczne i synchroniczne
2.
Klasyfikacja układów sekwencyjnych
Układy sekwencyjne:
a)
– układy procesowo zależne
- układy czasowo zależne
b)
– układy Moore’a
- układy Mealy’ego
c)
– układy asynchroniczne
-
układy synchroniczne
d)
– układy o programach liniowych
- układy o programach rozgałęzionych
e)
- układy o działaniu cyklicznym
- układy acykliczne
f)
– układy deterministyczne
-
układy probabilistyczne
X
t
X
t
Q
t+1
Y
t
Q
t+1
Q
t
Q
t
Schemat układu Moore’a
Schemat układu Mealy’ego
Funkcja przejść
Funkcja przejść
t
X
1
t
t
X
1
t
Q
(
Q
,
)
Q
(
Q
,
)
Funkcja wyjść
Funkcja wyjść
t
Q
t
t
Q
t
Y
(
)
Y
(
X
,
)
1
2
1
3.
Synteza układów sekwencyjnych z elementów logicznych i
przerzutników
Ze względu na charakter zależności pomiędzy kolejnymi stanami sygnałów
oddziałujących na obiekt, można wyróżnić trzy typy procesów:
-
w których określony jest czas trwania kolejnych faz procesu, a więc i czas trwania
kolejnych stanów sygnałów oddziałujących na obiekt,
-
w których, czas trwania kolejnych faz procesu nie jest określony - rozpoczęcie
realizacji danej fazy uzależnione jest od zakończenia fazy poprzedniej,
-
w których występują obydwa wymienione przypadki.
Układ przeznaczony do sterowania procesem pierwszego typu nazywa się układem
czasowo–zależnym. Układ taki nie ma sygnałów wejściowych, informujących o stanie
sterowania procesu. Układ czasowo-zależny realizować może tylko program liniowy. Układ
przeznaczony do sterowania procesem drugiego typu nazywa się procesowo-zależnym. Układ
sterowania procesami trzeciego typu jest rozwiązaniem pośrednim między układem czasowo
– zależnym a procesowo-zależnym.
Ogólnie w procesie syntezy układów sekwencyjnych można wyróżnić etapy:
-
formalizacja założeń, czyli sformułowanie założeń w postaci umożliwiającej
tworzenie modelu matematycznego układu (w etapie tym wyodrębnia się stany
wewnętrzne, często w ilości większej niż jest to niezbędne, oraz przypisuje im stany
wyjść - przyjmuje się zatem model układu Moore’a. Najczęściej wyjściową formą
zapisu działania automatu jest pierwotna tablica przejść i wyjść, graf lub sieć działań,
-
minimalizacja liczebności zbioru stanów wewnętrznych (w etapie tym podejmuje się
również decyzję o ewentualnej zmianie układu Moore'a na układ Mealy'ego, co
prowadzi do dalszego, zmniejszenia liczby stanów wewnętrznych),
-
kodowanie, czyli przypisanie poszczególnym stanom wewnętrznym stanów sygnałów
pamięciowych,
-
wyznaczanie funkcji wyjść,
-
wyznaczanie funkcji przejść,
-
sporządzenie schematów blokowych i montażowych,
-
realizacja układu.
Przykład 1
W wielogniazdowym automacie montażowo-pakującym (rys. 1) wyroby po
zmontowaniu gromadzone są w magazynie 1 i ładowane w kilku gniazdach do pojemników 3.
Do poszczególnych gniazd co pewien czas dostarczany jest pusty pojemnik 3, który pozostaje
w gnieździe przez okres wtedy tylko wystarczający do pełnego załadowania, kiedy ładowanie
rozpocznie się natychmiast po dostarczeniu pojemnika do gniazda. W okresach kiedy w
magazynie nie ma wystarczającej do pełnego załadowania kolejnego pojemnika ilości wy-
robów z magazynu do pojemnika nie powinno być uruchamiane. Z automatu wydalane są
wtedy puste pojemniki. Sortowanie pojemników na puste i pełne odbywa się poza automatem.
Urządzenie przekładające 2 włączane jest przez sygnał y=1. Urządzenie to powinno
być włączone na czas trwania sygnału x
1
=1, informującego o obecności pojemnika w
gnieździe, lecz tylko wtedy jeżeli w momencie pojawienia się stanu x
1
=1sygnał x
2
=1. Sygnał
x
2
=1 informuje o tym, że w magazynie znajduje cię wystarczająca do pełnego załadowania
kolejnego pojemnika ilość wyrobów.
Należy zaprojektować układ sterujący urządzeniem przekładającym 2. Zadaniem tego
układu jest zabezpieczenie przed możliwością częściowego zapełniania pojemników.
2
1
2
x
2
y
3
x
1
Rys. 1. Schemat do przykładu 1
Rozwiązanie
Projektowany układ ma jeden sygnał wyjściowy y (sterujący pracą urządzenia
przekładającego) oraz dwa sygnały wejściowe: x
1
i x
2
. Nie może to być układ kombinacyjny,
ponieważ dla x
1
=x
2
=1 zarówno może być y=0 (jeżeli stan x
1
=1 rozpoczął się gdy x
2
=0) jak i
y=1 (jeżeli stan x
1
=1 rozpoczął się gdy było x
2
=1). Jest to więc układ sekwencyjny. Ponieważ
zmiany stanu wyjść powinny zachodzić w momentach zmian stanów wejść, należy przyjąć, że
jest to układ asynchroniczny.
Dla układów o niewielkiej liczbie sygnałów wejściowych tablicę przejść i wyjść
tworzy się na podstawie przebiegów czasowych sygnałów. Ponieważ w trakcie pracy układu
wystąpić mogą różne sekwencje sygnałów wejściowych (nie ma określonego cyklu przebiegu
sygnałów – jest to więc układ o rozgałęzionym programie pracy), należy utworzyć
przykładowy przebieg czasowy sygnałów, starając się uwzględnić w nim wszystkie mogące
wystąpić podczas pracy sekwencje zmian
.
Przykład takiego przebiegu czasowego pokazano
na rys.
3
3
x
1
5 4
0
0
1
0
1
2
1 0
3
4
5
0
0
1
2
3
4
3
4
a)
t
x
2
t
y
t
3
3
3
x
1
5
4
0
0
1
0
1 2 1 0 3 4 5
0
0
1
2
3
4
3
4
a)
t
x
2
t
y
t
b)
c)
0
x
1
x
2
Q
t
00
01
11
10
y
5
1
0
1
2
4
2
3
3
4
5
Q
t+1
d)
e)
x
1
x
2
2
00
01
11
10
y
Q
t
0
1
1
2
Q
t+1
0
Rys. 2. Rysunek do przykładu 1: a) przebiegi czasowe sygnałów; b) pierwotna tablica przejść
i wyjść, c) wykres skracania, d) uproszczona (skrócona) tablica przejść i wyjść, e) wykres
przejść
4
Wariant z przejściem cyklicznym
Tablica nie zakodowana
Tablica zakodowana
x
1
x
2
x
1
x
2
Q
1
Q
2
00
01
11
10
y
00
01
11
10
y
Q
t
0
00
1
01
2
11
Q
t+1
10
,
Q
t
Q
1
2
1
t
1
Funkcje przejść:
Fukcja wyjść:
Wariant z dodatkowym stanem wewnętrznym
Tablica nie zakodowana
Tablica zakodowana
x
1
x
2
x
1
x
2
Q
1
Q
2
00
01
11
10
y
00
01
11
10
y
Q
t
0
00
1
01
2
11
3
10
Q
t+1
,
Q
t
Q
1
2
1
t
1
Funkcje przejść:
Fukcja wyjść:
5
Plik z chomika:
pmtg
Inne pliki z tego folderu:
01 - Wprowadzenie.pdf
(475 KB)
02 - Minimalizacja funkcji logicznych.pdf
(278 KB)
03 - Układy sekwencyjne.pdf
(297 KB)
Inne foldery tego chomika:
Bazy danych - techniki zaawansowane
Diagnostyka procesów przemysłowych
Elektrohydraulika
Grafika komputerowa
Integracja systemów
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin