возбуждения установки переменной А:

где а„ - входная переменная у ребра графа, входящего в замкнутую область, а В - значение вторичной переменной, не претерпевающей изменений при этом переходе.

Рис. 4.4. Положение замкнутых линий для единичных значений вторичных переменных,

а - для переменной А; б - для переменной В.

Функция возбуждения сброса переменной А определяется входной переменной (а„) у ребра графа, выходящего из области, и значением неизменяющейся вторичной переменной (В):

RA-Ba,.

Аналогично, согласно рис. 4.4,6, функция возбуждения установки переменной В определяется переменной h у ребра, входящего в соответствующую область, а именно

Ss = Ah,

а функция возбуждения сброса переменной В - переменной h у ребра, выходящего из этой области:

На третьем этапе строится логическая схема (рис. 4.5). Поскольку сигналы, необходимые на входах R и S, могут быть получены без последовательного включения двух дополнительных вентилей НЕ-И, в схеме использованы стандартные вентили И, демонстрирующие возможность рационального выбора элементной базы при практической реализации схемы.

Рис. 4.5. Логическая схема сигнального нумератора на триггерах.

4.5. РАБОТА СХЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПУСКА И ОСТАНОВА

На рис. 4.6 изображен граф переходов схемы управления авто-j магическим пуском и остановом паровой турбины. Выбор схемы объясняется только желанием продемонстрировать технику проектирования с использованием триггеров. Данная схема - не обязательно наиболее подходящий вариант управления турбиной.

Нерабочему состоянию турбины соответствуют значения вторичных переменных ABCD = 0000. По сигналу Пуск, поступающему от оператора или другого логического устройства, происходит переход в состояние ABCD=000l. В этом состоянии вырабатывается управляющий сигнал ОТКР. ВСПОМ. для открытия вспомогательных клапанов турбины, которые обычно устанавливаются параллельно с основными и необходимы для выравнивания давления водяного пара по обе стороны основных клапанов перед их открытием. Если этого не делать, то возможны повреждения основных клапанов. При открытии вспомогательных клапанов происходят необходимое перемещение пара и выравнивание давлений.

Специальное детекторное устройство следит за нарастанием скорости оборотов турбины и вырабатывает сигнал Скор. 5% при достижении уровня в 57о от основной скорости вращения. Этот сигнал вызывает переход схемы в состояние ABCD=001l, при котором схема вырабатывает управляющий сигнал ВКЛ. МАСЛ. НАСОС для включения масляного насоса. Масло необ-ходимо для нормальной работы подшипников турбины.

Разогрев турбины должен осуществляться поэтапно, чтобы не произошло искривления и порчи лопаток. На турбине уста-

новлен датчик для слежения за температурой. При достижении определенной температуры он посылает в схему сигнал темп , переводящий её из состояния ABCD=00\ \ в 0010. После достижения требуемой температуры может быть частично (на 157о) открыт главный клапан (ОТКР. ГЛ. КЛАПАН НА 15%) для

ABCD

0000 Пуск

НЕРАБ. СОСТ.

0100

Вспом. закр.

1100 фЗАКР.

Глабн. закр.

0001 Стр. 5% ООН Темп.

-о---о-

ОТКР. ВСПОМ.

МАСЛ. НАСОС

0101 о-

закр. 0111 В.- Откр.

Белом. /ООО откр.

ОТКР. ГЛ. ШПАН НА 50%

1101 <:>ОТКР. ГЛ. КЛАПАН НА 100%

Остановить А Is

ЗАКР. ВСПОМ.

Врвм. 1111 задерж.

1011

ЗАКР. ГЛАВН

OTKR ВСПОМ. 01

ТРЕВОГА 11

0010 9QTHP. ГЛ.

КЛАПАН НЛ 15 h

откр гл.

КЛАПАН НА 30%

И.-Откр.

1110

отришЕниЕ

РЕЖИМА.

ВКЛ. доп.

МАСЛ. НАСОС

1010 -О

П

Рис. 4.6. Граф переходов схемы управления автоматическим пуском и остановом.

увеличения числа оборотов турбины. Этим же сигналом запускается таймер, отсчитывающий 5-минутный интервал времени. По окончании этого интервала таймер посылает схеме сигнал А5Л1, который переводит ее из состояния ЛВС/) = 0010 в состояние ЛВС£=0110. В результате схема вырабатывает сигнал ОТКР. ГЛ. КЛАПАН НА 30%.

Во время поэтапного открытия главного клапана должно осуществляться тщательное слежение за длительностью каждого из состояний, ибо набор скорости (проход через определенные скоростные интервалы) должен выполняться быстро. Это связано с тем, что некоторые скорости вращения являются резонансными. Турбина не может работать на таких оборотах

длительное время. Когда главный клапан открывается на 30%, турбина посылает схеме сигнал об открытии Откр. Он объединяется (логической операцией И) с сигналом от датчика давления масла в подшипниках. Если давление высокое {В.), можно продолжать дальнейший процесс запуска. Если же на этой стадии давление масла низкое (Я.), то в схеме происходит переход из состояния ЛВС/) = 0110 в состояние ЛВС/)=1110. При этом включается дополнительный масляный насос, а оператору, находящемуся за пультом, посылается предупредительный сигнал НАРУШ. РЕЖИМА, ВКЛЮЧЕН ДОП. МАСЛ. НАСОС.

После соответствующей временной задержки по сигналу Врем, задерж. происходит смена состояния с ЛВС£>= 1110 на ABCD=llll. В этом состоянии опять используются показания датчика давления масла. Если теперь давление высокое, происходит переход к нормальному продолжению запуска. Если же оно продолжает оставаться низким, схема переходит из состояния ABCD=llll в состояние ABCD=lOll, при наступлении которого на пульт управления турбиной посылается сигнал ТРЕВОГА. Состояние 1010 включено в граф переходов, чтобы показать, что схема не может случайно в нем оказаться. После задержки в 1с сигнал таймера Als переводит схему из состояния ЛБС^= 1011 в ABCD=lOOl и начинается первая стадия останова турбины.

Нормальный процесс пуска продолжается при переходе из состояния ABCD=OllO или 1111 в ABCD=Olll. Турбине передается сигнал для закрытия вспомогательного клапана (ЗАКР. ВСПОМ.). Датчик положения, установленный на клапане, посылает сигнал Вспом. закр., когда этот клапан закроется. ЭтО' вызывает переход схемы из состояния ABCD=0\\\ в ABCD= = 0101. Сигнал ОТКР. ГЛ. КЛАПАН НА 50%, вырабатываемый схемой в этом состоянии, заставляет главный клапан открыться на 50% и инициирует работу таймера временных интервалов. По окончании 5-минутного интервала таймер посылает в схему сигнал A57W, вызывая переход из состояния ABCD~{)\0\ в состояние ABCD=\\0\. При этом вырабатывается управляющий сигнал ОТКР. ГЛ. КЛАПАН НА 100%. Клапан полностью открывается. На этом процесс пуска турбины заканчивается.. Последний управляющий сигнал передается также на распределительный щит диспетчеру энергоустановки или на схему автоматического включения нагрузки.

Когда поступает команда (сигнал) остановить, схема переходит из состояния ABCD = \\0\ в состояние ЛВС/)= 1001. При этом выдается команда ОТКР- ВСПОМ. для открытия вспомогательного клапана. Если вспомогательный клапан в этот момент не закрыт, то по этой команде не происходит смены состояния поскольку повторные сигналы установа не меняют состояние

4.6. ЛОГИЧЕСКИЕ ВЫРАЖЕНИЯ

ДЛЯ ВТОРИЧНЫХ ПЕРЕМЕННЫХ

СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПУСКОМ И ОСТАНОВОМ

Рассматриваемая схема может быть спроектирована по методу, изложенному в данной главе. Первый этап сводится к повторному изображению графа переходов с построением замкнутых линий (областей), ограничивающих единичные значения каждой из вторичных переменных. На рис. 4.7, а, б, в я г изображены замкнутые линии, отделяющие единичные значения переменных А, В, С я D соответственно.

На основании сигналов для входящих и выходящих в выделенные области ребер графа можно записать выражения для возбуждений установки и сброса соответствующих вторичных переменных. Из рис. 4.7, а следует, что в область единичных значений переменной А входят два ребра графа. В частности, переменная Л устанавливается в 1 при переходе из состояния BCD=0101 в состояние ABCD=llOl. При этом переходе меняется значение лишь переменной А. Аналогично переменная Л также устанавливается в 1 при переходе из ABCD = OllO в состояние ЛВС£>=1110. В этом случае тоже меняется значе-шие лишь одной переменной А. С учетом неизменяющихся зна-

триггера. Если же в процессе предыдущего запуска вспомогательный клапан был закрыт, инициируется его открытие. Датчик положения на клапане посылает сигнал Вспом. откр., когда вспомогательный клапан полностью откроется. Это вызовет переход из состояния ЛВС/)= 1001 в состояние ЛВС/)=1000. В этом состоянии схема вырабатывает сигнал ЗАКР. ГЛАВН. - закрыть главный клапан. После его закрытия датчик положения на главном клапане посылает сигнал Главн. закр., переводящий схему из состояния ЛВСО= 1000 в состояние ЛВСЛ= 1100. При этом турбина получает сигнал закрыть вспомогательный клапан (ЗАКР. ВСПОМ.). Датчик положения сигнализирует (Вспом. закр.) об окончании этой операции и переводит схему из состояния ЛВС/)= 1100 в состояние ЛВС/)=0100. Далее схема автоматически переходит из состояния ЛВС£>=0100 в исходное состояние ЛВС/)=0000. Вместо этого автоматического перехода из буферного состояния ЛВСЛ=0100 можно предусмотреть задержку в выполнении предыдущих операций, чтобы закрытие главного клапана осуществлялось поэтапно. Такая задержка удобна тем, что паровые котлы и другие элементы установки получают больще времени для адаптации к изменениям температур и давления.

0000

0001

оон

<}0100

Вспом. закр.

0101 р-

(flWO 61101

1000

0111 -с?-

1111

1001

ABCD

0010

<f0110 Н.-Откр

Ьто

1011 то

1010

Рис. 4.7. Граф переходов с замкнутыми линиями, выделяющими единичные состояния переменных.

с -для вторичной переменной А; б - яля вторичной переменной В; в -для вторичной переменной С; г -для вторичной переменной D.

ABCD 0000

0001 (Скор.£% 0011 0010

/всв

0000 /Туск / 0001 OoiTem. 0010 с-*-\-о-- о-\= -о

0100

о

0101 0111

1101

1001

1111

Вспом откр.

ВгОткр.

0110

1110

1 то *-о

Рис. 4.7 (продолжение).

Rb = H. ACD-{-Остановить ACD-\-ACD.

В этом выражении отображен автоматический переход из состояния ABCD=0\m в состояние ЛВС/) = 0000.

Пользуясь рис. 4.7, можно сформировать выражения для переменной С. Внутрь области единичных значений этой переменной имеется один переход. Поэтому выражение для возбуждения установки С содержит лишь один член:

8с = Скор. 5% ABD.

Возбуждение сброса этой переменной определяется двумя ребрами, выходящими из указанной области:

Яс = Вспом. закр. ABD + MsABD.

Условия смены состояний триггера для переменной D можно определить из рис. 4.7, г. В область единичных значений входят четыре ребра графа. В результате

8о=ПускАВС-\-В.--0ткр.АВС-{-Врем. задерж. АВС+АВС.

В последнем слагаемом этого выражения отсутствует множитель, представляющий входную переменную. Поэтому триггер переменной D устанавливается в I каждый раз, когда АВС=101.

чений остальных переменных можно записать выражение для возбуждения установки переменной А:

8л = &5МВСО+Н.-Юткр. BCD.

Из рис. 4.7, а также следует, что из выделенной области выходят два ребра графа переходов. Они соответствуют двум возможностям сброса единичного значения переменной А. Это переходы из состояния ABCD=llOO в состояние ABCD = 0100 и из ABCD=llll в ABCD=Olll. Значение переменной А становится равным О, а остальные переменные сохраняют свои значения. Логическое выражение для возбуждения сброса этой переменной можно записать в виде

Ra = Вспом. закр. BCD-\-B.BCD.

Согласно рис. АЛ,б, в область единичных значений В входят два ребра, а выходят три. Выражение для возбуждения уста- новки В имеет вид

= Д5Л1 ACD + Главн. закр. ACD. Условие сброса В также формируется аналогичным образом:

Рис. 4.8. Логическая схема для управления пуском и остановом.

Это может быть в двух случаях: когда D равно О и I. Прк /)=0 всегда будет выполняться переход в состояние ABCD = ==10П. В состоянии ABCD=1011 дальнейшие возбуждения установки триггера D сохраняют его единичное значение, установ ленное ранее. А поскольку переход из 1010 в 1011 не относится к основному режиму работы, эти особенности установки переменной D можно не учитывать. Сброс D выполняется во время двух переходов, соответствующих выходам из области единич-

ClWp.fffo

d-

Вспом. закр. А~ В-

А~ В' В

[У

>

£.-Откр.

Луск , А -

С Врепзадерок..

А-В-

т

Темп. А-

Вспом. откр. С-

Я8-триегер П9

В

Рис. 4.8 (продолжение).

ных значений этой переменной. Выражение для возбуждения сброса D имеет вид

RiiTmn. АВС-{-Вспом. откр. .ABC.

Логические схемы формирования значений вторичных переменных А, В, С и D приведены на рис. 4.8. Как и раньше, при построении схемы, выбор типа вентилей произволен и определяется стремлением минимизировать их общее количество. Для упрощения на рисунке опущены связи выходов триггеров с соответствующими входами вентилей НЕ-И.