Состав релейно-контактной схемы
Релейно-контактная схема – это переключательная схема, которая используется в технике автоматического управления.
К основным составляющим релейно-контактной схемы относятся:
- Переключатели, в качестве которых могут использоваться электромагнитные реле, механические устройства и т. п.
- Проводники, которые соединяют переключатели.
- Входы в системы и выходы из нее, которые называются полюсами. В качестве полюсов могут использоваться клеммы, на которые подается электрическое напряжение.
Особенности и задачи релейно-контактных схем
Другое определение релейно-контактной схемы звучит следующим образом.
Релейно-контактная схема – это устройство, которое состоит из проводников и двухпозиционных контактов, связывающих полюсы источника электрического тока с потребителями.
Контакты релейно-контактной схемы могут быть размыкающими и замыкающими. Каждый контакт устройства подключается к переключателю (реле). Когда переключатель находится под током, все подключенные к нему замыкающие контакты замкнуты, а размыкающие разомкнуты, в противном случае все наоборот. Каждому переключателю в соответствие ставится своя переменная. Такая переменная принимает значение 1, если через реле проходит электрический ток, или 0, если ток не проходит. На чертежах замыкающие контакты, подключенные к переключателю обозначаются х, а размыкающие контакты - y. Таким образом при срабатывании переключателей х все размыкающие контакты прекращают проводить электрический ток и принимают значение 0. Если реле отключается, происходит противоположная ситуация - всей релейно-контактной схеме ставится в соответствие булева функция у, которая равняется единице при проводимом электрическом токе и ноль, если ток не проводится. Таким образом переменная у, соответствующая схеме, является булевой функцией от переменных 1, 2, ..., n. К главным задачам теории релейно-контактных схем относятся:
- Анализ релейно-контактной схемы, то есть получение максимально простой схемы, которая реализует используемую формулу.
- Синтез релейно-контактной схемы, то есть составление релейно-контактной схемы с заданными условиями работы, зависящими от функции, которую должна выполнять схема.
Первые устройства, для описания действий которых использовались логические функции, выполнялись на релейно-контактных составляющих. Позже появились бесконтактные устройства, которые предназначались только для логических преобразований сигналов и представляли собой конструктивно оформленные изделия. Устройства автоматических систем управления, работа которых описывается элементарными логическими функциями, как правило называются в соответствии с реализуемыми ими логическими операциями - ИЛИ, И, НЕ, ИЛИ-НЕ, И-НЕ.
При помощи логической функции можно синтезировать любое логическое устройство, но полученная схема может оказаться очень сложной, что потребует использования большого количества логических составляющих, способствующее увеличению конечной стоимости устройства и снижению его уровня надежности. В большинстве случаев логическая функция может быть упрощена таким образом, чтобы соответствующая ей схема устройства также упростилась, но при этом выполняла поставленные задачи. Методы подобного упрощения называются минимизацией логической функции. Основными из таких методов являются:
- Метод непосредственного упрощения, который используется при количестве переменных не более трех.
- Карты Вейча и метод Квайна, которые используются при количестве переменных не более пяти.
Методы минимизации основаны на использовании законов алгебры логики. Эквивалентно правой и левой сторон уравнения обозначаются знаком равенства. Инверсия произвольной комбинации двоичных переменных, которые соединяются знаками умножения или сложения, эквивалентна замене в такой комбинации значений переменных их инверсиями, но при одновременном изменении знака сложения на знак умножения или наоборот, как показано в формуле ниже.
$х1*х2+х3*х4 = (х1+х2)*(х3+х4)$
Подобным образом операция ИЛИ может быть заменена операцией И, и при необходимости наоборот.
