§ 9.6. ЭЛЕМЕНТЫ ЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ (ЭЛД)
Основные логические связи
Каждое понятие формальной логики можно записать в виде двоичного кода: да = 1; нет = 0.
Основными элементами, употребляемыми в автоматических схемах, являются простейшие бесконтактные элементы логического действия, осуществляющие четыре логические связи: отрицание, логическое умножение, логическое сложение, логическое сравнение.
Элементарные виды схем логического действия, работающие на двоичном коде (да, нет) и выражающие логические связи, можно разделить на четыре основные группы: инверторы, схемы совпадения, собирательные схемы, схемы равнозначности.
Табл. 9.11. Технические данные бесконтактных индуктивных датчиков-выключателей
Инверторы выполняют логическую операцию отрицания. Символ отрицания — слово «нет». Отрицание состояния А обозначается А. Для схемы это означает, что если на вход инвертора подано напряжение, равное единице, то на выходе его напряжение будет равно нулю, и наоборот, если на входе инвертора напряжение равно нулю, то на выходе оно будет равно единице.
На рис. 9.56 изображены: а — работа схемы, б — функциональная схема, в — ее контактный эквивалент, г — схема инвертора на триоде, д — схема инвертора на магнитном усилителе типа ТУМ-А1-11.
Действие инвертора описывается следующими логическими формулами:
1=0 не «да», значит, «нет»
0=1 не «нет», значит, «да».
Схема совпадения предназначена для осуществления операций логического умножения — конъюкции. Символ операции — слово «И». Обозначением служит знак «А».
Схема совпадения, имеющая два входа, действует таким образом:
Это означает, что на выходе схемы совпадения только тогда будет напряжение, равное единице, когда на всех входах будет напряжение, равное единице, т. е. когда напряжение равно единице «И» на первом, «И» на втором и т. д. входах. На рис. 9.57 изображены: а — работа схемы, б — функциональная схема, в — ее контактный эквивалент, г — схема совпадения на полупроводниковых диодах, д — схема совпадения на магнитном усилителе типа ТУМ-А1-11.
Схема совпадения на диодах представляет собой многополюсник с любым числом входов и одним выходом. Если на все входы подать положительный сигнал, то все вентили будут заперты и ток через R не пройдет, не будет падения напряжения на R и на выходе появится напряжение +£. Если хотя бы на одном входе будет отсутствовать положительный сигнал, то через соответствующий вентиль потечет ток, что вызовет падение напряжения на R, и на выходе напряжение будет низким.
Собирательные схемы выполняют операцию логического сложения — дизъюнкцию. Символ операции — слово «ИЛИ», обозначением служит знак «V».
Собирательная схема с двумя входами действует так:
О V 0=0
- V 1 = 1
- V 0= 1
1 V 1 = 1
На выходе собирательной схемы напряжение будет равно единице, если хотя бы на одном входе ее напряжение будет равно единице, т. е. напряжение на выходе будет равно единице, если «ИЛИ» на первом входе, «ИЛИ» на втором и т. д.
На рис. 9.58 изображены: а — работа собирательной схемы, б — функциональная схема, в — ее контактный эквивалент, г — собирательная схема на полупроводниковых диодах, которая представляет собой многополюсник с любым числом входов и одним выходом, д — собирательная схема на магнитном усилителе ТУМ-А1-11. На выходе этих схем будет напряжение, равное единице, если хотя бы на одном входе будет положительное напряжение, тоже равное единице.
Схемы равнозначности (рис. 9.59) реагируют на равнозначность входных величин. Символ — слово «равнозначно», обозначением служит знак ~ При двух входах схема действия записывается так:
Читается — единица «разнозначно» единице — дает единицу. Пуль «равнозначно» единице — дает нуль.
Для получения зависимостей, приведенных выше, например между Л и 5, необходимо произвести логическое сложение величины, противоположной Л, т. е. А с величиной В и δ с величиной Л, а затем произвести логическое умножение. Л~5 =
= (AV B)A(AVB).
Функциональная схема равнозначности для двух входов состоит из двух инверторов «НЕТ», двух собирательных схем «ИЛИ» и схемы совпадения «И». При характеристике ее действия положительное напряжение на входе принимается за единицу, а отрицательное — за нуль. При наличии двух входов схема равнозначности действует следующим образом (рис. 9.60).
В первом квадранте А = 1, В= 1 и Р= 1;
во втором Л =0, 5=1, Р = 0;
в третьем Л=0, 5=0, Р= 1;
в четвертом Л = 1, 5 = 0 и Р = ().
Индикаторы источника тока, имеющего наибольшее значение напряжения (ИБН), являются элементами логического действия более сложными, чем были рассмотрены выше. При решении задачи выбора источника тока, имеющего в данный момент наибольшее напряжение, может быть применена схема рис. 9.61. Состоит она из двух диодов, двух реле и катодного сопротивления.
Рис. 9.63
Рис. 9.62
Реле имеют сигнальную лампу. Если внутреннее сопротивление выпрямителя RB и реле Rр во много раз меньше катодного RK, т. е. Яв+ЯР<Рк, то ток идет только в обмотке того реле, источник которого имеет в данный момент наибольшее напряжение. Этим и пользуются при определении названного источника.
В обмотке второго реле ток не проходит, так как падение напряжения на катодном сопротивлении RK больше напряжения источника, питающего реле.
Индикаторы источника тока, имеющего наименьшее значение напряжения (ИМИ), можно получить, если в схеме (рис. 9.61) диоды и реле включить параллельно относительно источников тока.
В схеме (рис. 9.62) через обмотку реле, которое подключено к источнику, имеющему наименьшее напряжение, ток не протекает, лампа не горит, а значит, это будет источник тока, имеющий наименьшее напряжение.
Индикатор источника тока, напряжение которого отличается от заданного значения на наименьшую величину (ИЗН) (рис. 9.63), состоит из индикатора источника наименьшего напряжения, на вход которого подаются разности напряжений всех источников, и заданного U. Схема определяет источник, напряжение которого отличается на наименьшую величину от заданного U.
Если в этой схеме применить индикатор источника тока наибольшего напряжения, то она будет определять тот источник тока, напряжение которого отличается на наибольшую от заданного величину.
