Функціональна схема автоматизації. Структурна і функціональна схема

Схеми автоматизації розробляються на всіх етапах проектування. З їх допомогою обґрунтовують розташування елементів у пристрої при затвердженні та експертизи технічної документації. Схема функціональної системи необхідна в процесі підготовки і виробництва монтажних і налагоджувальних робіт. Технічна документація використовується також при навчанні операторів-технологів.

Функціональні і структурні схеми

Вони виконуються у вигляді графів. Якщо вказується, з яких елементів складається пристрій, то перед нами структурна схема. Функціональна категорія графів показує, у свою чергу, різноманітні стану пристрої та можливі переходи між ними. Тут слід роз'яснити використовувані поняття. В математиці граф - це система точок (вершин). Деякі з них з'єднуються дугами (лініями). Якщо вони мають напрямку, то граф називається орієнтованим. Структурна схема є саме таким зображенням. Вершини графа в даному випадку показують підсистеми, а дуги - інформаційні потоки. Це не єдино можливе опис пристрою. Схема функціональної структури також вважається орієнтованим зображенням. Вершини в цьому випадку показують безліч станів пристрою. Дуги, в свою чергу, зображують переходи між ними.

Функціональна схема автоматизації

Безліч станів для кращого розуміння можна іменувати узагальненими станами. Дуга з'єднує дві вершини за напрямком від першої до другої за певної умови. Це можливо тоді, коли хоча б один стан, що відноситься до першої точки, може перейти в будь-яке інше, що відноситься до другої. Таким чином, дуга вказує можливість трансформації з одного узагальненого положення в інше. Формально, згідно з таким визначенням, функціональна схема автоматизації не відображає просторового поділу пристрою на елементи. Однак тут варто врахувати один важливий момент. Зазвичай зазначений поділ відображається в способі, який використовується для визначення узагальнених станів.

Функціональна схема управління

Один з елементів отримує інформацію від робочих компонентів А, А, А, Керуюча підсистема, на яку надходять відомості, переробляє їх. Після цього вона направляє накази робочих елементів. В результаті останні змінюють свій стан. Тут варто сказати, що будь-які дані можуть впливати на елементи, які їх отримують. Інформація вважається керуючої тоді, коли вона впливає на ряд виділених параметрів пристрої, описаних як "спостережувані", "основні", "зовнішні" і так далі. Часто керуючий пристрій з пропускної спроможності і ємності невелика. В цьому випадку воно служить тільки для перемикання потоків даних. Реальна ж їх обробка та формулювання наказів здійснюються в одному з елементів А, А, А, або відповідно до присутніх у ньому відомостей. У таких випадках управління переходить в цей компонент. Це, зокрема, має місце в обчислювальній машині. Елементами А, А, А, виступають комірки оперативної пам'яті. В одних міститься пасивна інформація (наприклад, числа), в інших - команди (накази).

Особливості побудови

Функціональна схема включає в себе вершини, з кожною з яких зіставляється один з елементів А. До них також відносять безліч станів, при яких вироблення наказів здійснюється саме в цьому компоненті. Дуги в такому випадку будуть означати перехід управління з одного елемента в інший. Така функціональна схема навіть у разі повної детермінованості (визначеності) подальшого стану може містити розгалуження. Це обумовлюється тим, що кожна точка відповідає великому числу станів. Передача керування, таким чином, буде залежати від стану командного пристрою або елемента, у якому формулюються накази.

Виключення елементів

Графи часто зображують узагальнено, пропускаючи при цьому несуттєві кроки і деталі. У таких випадках може виявитися, що від стану декількох різних підсистем буде залежати той шлях, по якому піде командна функція. Умова, при виконанні якої відбудеться такий перехід, як правило, вказують поруч з дугою (стрілкою). У цьому випадку функціональна схема показує, що в пристрої присутні два елементи. Ними є блоки перевірки і виконання операцій. Управління при цьому буде переходити з однієї підсистеми в іншу згідно стрільцям. У пристрої можуть бути присутніми і інші компоненти. Однак функціональна схема їх не відображає. Вони іменуються середовищем. Ці підсистеми ніколи не отримають управління, що і зумовлює їх відсутність на графі.

Виконання дії

Роз'яснюючи функціональну схему, можна відійти ще далі від структурного зображення. Передача операції з вироблення команд в певний елемент означає його активацію. Іншими словами, виконується дія, для якого призначається ця підсистема. Однак не завжди відомо, який саме елемент відповідає за спостережуване стан. У цьому випадку вершини графа будуть ототожнюватися безпосередньо з самою дією. Інші елементи будуть показувати перехід від одного стану до іншого. Під дією як таких слід розуміти узагальнене стан. Це повертає до першого, абстрактного визначення схеми функціональної структури.

Протиріччя

При побудові функціональної системи важливо звернути увагу на роз'яснення ряду моментів. У процесі зображення можуть виявитися деякі суперечності, які, проте, можна зняти відповідними поясненнями. В дійсності, наприклад, коли говорять, що собака крутить хвостом, біжить, гавкає, мають на увазі безліч різних конкретних станів тварини. Однак тут є деяке протиріччя. Під станом прийнято розуміти щось статичне. Дія ж - явище динамічне. Воно виступає більшою мірою як зміна станів. Якщо, наприклад, на фото хвіст собаки знаходиться в площині симетрії, це ще не означає, що в дійсності він застиг у нерухомості. Тварина може їм і вертіти, а на знімку зображений тільки один момент - статичний стан. Це протиріччя можна зняти відповідним зауваженням. Можна пояснити, що в стан включаються не тільки такі категорії, як "стан", але й такі, як "швидкість", "прискорення" і так далі. У розглянутому прикладі з собакою в опис стану включається вказівку на напруженість м'язів хвоста, збудженість нейронів, якими здійснюється регулювання положення мускулатури.