Что такое диф автоматы в электрике. Дифференциальный автомат: особенности, принцип работы и применение

Что такое дифференциальный автомат и чем он отличается от УЗО. Как работает дифавтомат. В каких случаях лучше использовать дифавтомат, а когда УЗО. Основные характеристики и маркировка дифавтоматов.

Что такое дифференциальный автомат

Дифференциальный автомат (дифавтомат) — это комбинированное устройство защиты, которое объединяет в себе функции автоматического выключателя и УЗО (устройства защитного отключения). Его основные задачи:

• Защита от коротких замыканий и перегрузок в электросети
• Защита от поражения электрическим током при прямом или косвенном контакте
• Предотвращение возгораний из-за утечек тока

По сути, дифавтомат заменяет собой связку из обычного автомата и УЗО, выполняя их функции в одном корпусе. Это позволяет сэкономить место в электрощите и упростить схему подключения.

Принцип работы дифференциального автомата

Работа дифавтомата основана на постоянном контроле разницы между входящим и исходящим током в защищаемой цепи. В нормальном режиме эти токи равны. При возникновении утечки (например, при касании человеком оголенного провода) появляется дифференциальный ток. Если он превышает установленный порог чувствительности, дифавтомат мгновенно отключает цепь.

Одновременно с этим дифавтомат выполняет функции обычного автоматического выключателя, реагируя на короткие замыкания и перегрузки в сети.

Особенности применения дифавтоматов

Дифференциальные автоматы хорошо подходят для использования в следующих случаях:

• В квартирах и частных домах для комплексной защиты отдельных групп потребителей
• В офисных и производственных помещениях для защиты оборудования и персонала
• В электроустановках с повышенными требованиями к пожарной безопасности

При этом нужно учитывать, что в некоторых ситуациях предпочтительнее использовать раздельные устройства защиты — отдельно автомат и УЗО. Это актуально, например, при частых ложных срабатываниях из-за высоких токов утечки в сети.

Основные характеристики дифавтоматов

При выборе дифференциального автомата нужно обращать внимание на следующие параметры:

• Номинальный ток — максимальный длительный рабочий ток устройства
• Номинальный отключающий дифференциальный ток (ток утечки) — обычно 10, 30 или 100 мА
• Время-токовая характеристика — A, B, C, D (аналогично обычным автоматам)
• Тип по виду тока утечки — AC, A, B
• Число полюсов — однофазные (2P) или трехфазные (4P)

Правильный подбор этих характеристик обеспечит надежную и бесперебойную работу электроустановки.

Маркировка дифференциальных автоматов

На корпусе дифавтомата обычно указывается следующая информация:

• Тип устройства (например, АВДТ — автоматический выключатель дифференциального тока)
• Номинальный ток и ток утечки (например, C16 30мА)
• Напряжение сети (230В)
• Тип по виду тока утечки (AC, A или B)
• Число полюсов (2P или 4P)

Расшифровка этой маркировки позволяет быстро определить основные характеристики устройства.

Дифавтомат или УЗО: что выбрать

Выбор между дифавтоматом и отдельными УЗО с автоматом зависит от конкретной ситуации. Преимущества дифавтоматов:

• Экономия места в электрощите
• Упрощение схемы подключения
• Комплексная защита одним устройством

Недостатки:

• Более высокая стоимость
• Сложность определения причины срабатывания
• При выходе из строя меняется целиком

В большинстве случаев для бытового применения дифавтоматы являются оптимальным выбором, обеспечивая надежную защиту при компактном размещении в щите.

Установка дифференциального автомата

Монтаж дифавтомата выполняется аналогично обычному автоматическому выключателю:

1. Обесточить электрощит
2. Установить дифавтомат на DIN-рейку
3. Подключить входящие провода к верхним клеммам
4. Подключить отходящие провода к нижним клеммам
5. Проверить надежность соединений
6. Подать питание и проверить работоспособность

Важно соблюдать правильность подключения фазного и нулевого проводников. Нарушение полярности приведет к некорректной работе устройства.

Проверка работоспособности дифавтомата

Для периодической проверки исправности дифференциального автомата необходимо:

1. Включить дифавтомат в рабочее положение
2. Нажать кнопку «Тест» на корпусе устройства
3. Убедиться, что произошло мгновенное отключение

Если отключения не произошло, устройство неисправно и подлежит замене. Рекомендуется выполнять такую проверку не реже одного раза в полгода.

Что лучше установить в щитке: «дифавтомат» или УЗО?

Без защитных элементов электрической сети в квартире и на даче не обойтись в любом случае. Эти устройства не только предотвращают серьезные последствия при коротком замыкании и защищают от превышения в сети допустимых нагрузок, но и не допускают утечки тока. В большинстве случаев для защиты устройств от последствий короткого замыкания используются автоматические выключатели, или «автоматы», в то время как для защиты от возможных утечек применяются устройства защитного отключения — УЗО.

Вместе с тем, и то и другое хорошо решают комбинированные приборы, которые имеют математическое название — дифференциальные автоматические выключатели, или «дифавтоматы». Это весьма удобные устройства, которые в одном корпусе совмещают две функции: УЗО и автоматический выключатель.

Что поставить: дифавтомат или УЗО

Ниже мы коротко расскажем, что из себя представляют оба устройства, а также выясним, УЗО или дифавтомат, что из них выбрать. А пока лучше остановимся на основных параметрах выбора, которые часто выступают в качестве ограничений. Это и цена устройства, неудобство подключения и конечно размеры щитка, куда вы будете устанавливать прибор.

Но главным критерием все же является цель: для чего устанавливается тот или иной аппарат. В частности, для обеспечения безопасности одного потребителя и одной линии смело берите дифавтомат.

При этом нужно помнить, что в щитке нужно будет предусмотреть довольно много места для дополнительной защиты. Как известно, для УЗО нужно также устанавливать автоматический выключатель, т.к. оно не имеет встроенной защиты от сверхтоков. Выходит, что для автомата требуется одно модуль-место, а для УЗО — три (сам модуль в два раза толще). То же самое касается подключения отходящих линий, количество которых также зависит от количества групп розеток.

В настоящее время в продаже уже можно найти одномодульные дифавтоматы, которые по выполняемым функциям идентичны обычным АВДТ: они имеют и УЗО, и автомат.

Но у АВДТ есть особенность при подключении, т.к. подразумевает использование таких дополнительных и весьма дорогих инструментов, как пресс клещи, стрипперы и другие инструменты, которые позволят сократить время монтажа.

Здесь вариант «УЗО + автомат» выглядит более бюджетным и удобным.

В общем то, после этой информации становится понятно, что лучше при выборе дифавтомат или узо.

Как подключать УЗО и дифавтомат

Сборка этих приборов выполняется стандартным образом: фазный провод подключается на автоматический выключатель, а затем выходит из автомата и подключается на верхнюю «фазную» клемму УЗО. Нулевой провод подключается напрямую на верхнюю «нулевую» клемму УЗО. Затем фаза и ноль отходят от нижних клемм УЗО к потребителю.

Схема подключения дифавтомата немного проще: фазный и нулевой провод подключаются сразу на верхние клеммы прибора. С нижних клемм питание идет к потребителю.

Особенности применения

Как известно, в электрической цепи необходимо устанавливать защитное устройство именно с целью защиты: в результате скачка напряжения или других нештатных ситуаций оно отключает питание с помощью специальных технологий. В результате такого срабатывания мастеру предстоит найти причину отключения, среди которых может быть как замыкание, так и утечка тока. В случае с использованием АВДТ такие причины сразу можно и не обнаружить.

Но вот при использовании связки «автомат + УЗО» вам будет сразу видно: если отключилось УЗО — неисправность кроется в утечке тока, если же сработал автовыключатель, то причина в коротком замыкание или перегрузка линии.

Что такое УЗО

УЗО работает как защитник человека от поражения электрическим током и как превентивный механизм по предотвращению случайного возгорания кабелей проводки и подключаемых шнуров электроприборов.

Функциональная идея рассматриваемого устройства основана на законах электротехники, постулирующих равенство входящего и выходящего тока в замкнутых электрических цепях с активными нагрузками.

Это значит, что ток, протекающий через фазный провод, должен быть равен току, протекающему через нулевой провод — для цепей однофазного тока при двухпроводной разводке и что ток в нейтральном проводе должен быть равен сумме токов, которые протекают в фазах для трехфазной четырехпроводной цепи.

Когда в таком контуре из-за случайного прикосновения человека к неизолированным частям токопроводящих элементов цепи или при контакте оголенной части проводки (из-за повреждения) с другими токопроводящими предметами, образующими новую электрическую цепь, происходит так называемая утечка тока — равенство входящего и выходящего токов нарушается.

Это нарушение может быть зарегистрированным и использоваться как команда на отключение всей электрической цепи. На этом процессе и было сконструировано УЗО. А ток «утечки» в рамках электротехники стали называть дифференциальным током. УЗО может регистрировать очень малые токи «утечки» и выполнять функции механизма выключателя.

При выборе УЗО нужно помнить, что внутренней защиты от сверхтоков в нем не предусмотрено, УЗО защищает и реагирует только на ток утечки. Поэтому последовательно с устройством защитного отключения обязательно должен устанавливаться автоматический выключатель. Номинальный ток автомата должен быть меньше или равен номинальному току УЗО.

Как отличить УЗО от дифавтомата визуально

Здесь все достаточно просто, хотя два устройства очень похожи между собой. В первую очередь, у УЗО сразу на лицевой стороне виден мощный рубильник, индикатор и кнопка «Тест». Во-вторых, на УЗО на корпусе крупными цифрами указывается маркировка по току, например, 16А.

Если в начале надписи присутствуют латинские буквы В, С или D, а далее идет цифра, то перед вами дифференциальный автомат. Например, перед силой тока 16 идет буква «С», что означает тип характеристики электромагнитного и теплового расцепителей.

Когда УЗО не защитит

УЗО не среагирует, когда человек или животное попадет под напряжение, но тока замыкания на землю при этом не произойдет. Такой случай возможен при прикосновении одновременно к фазному и нулевому проводнику, находящимся под контролем УЗО, или при полной изоляции с полом. Защита УЗО в таких случаях полностью отсутствует. УЗО не может отличить электрический ток, проходящий через тело человека или животного от тока, протекающего в нагрузочном элементе. В таких случаях безопасность могут обеспечить меры по механической защите (полная изоляция, диэлектрические кожухи и др.) или полное обесточивание электроприбора перед его техническим осмотром.

Поэтому, УЗО всегда подключают последовательно с автоматом. Работают эти два устройства именно в паре: одно защищает от утечек, другое от перегрузок и короткого замыкания.

Что такое дифавтомат

Это устройство, сочетающее сразу два защитных устройства — это одновременно УЗО и автоматический выключатель.

Прямым предназначением дифавтомата является защита человека от поражения электрическим током при прямом контакте. Устройство одновременно отслеживает как возникновение короткого замыкания, так и проявление признаков утечки электричества через повреждённые токопроводящие компоненты.

Преимуществом использования дифференциального автомата является отсутствие необходимости подбора УЗО, ведь он уже содержится в составе компонентов дифференциального автомата.

Среди недостатков можно выделить вероятность выхода из строя одного из двух компонентов дифавтомата — замена отдельной части невозможна, что вынудит приобрести новый дифференциальный автомат.

Читайте также:

Фото: компании-производители

Дифференциальный автомат. Назначение и принцип работы дифференциального автомата

Дифференциальный автоматический выключатель представляет собой уникальное устройство, в котором одновременно сочетаются функции автоматического выключателя и защитные свойства УЗО.

Дифференциальный автомат предназначен для защиты человека от поражений электрическим током при его соприкосновении с токоведущими частями электрооборудования либо при утечке электрического тока. В этом случае дифференциальный автомат выполняет функции устройства защитного отключения.

Также устройство осуществляет защиту электрической сети от коротких замыканий и перегрузок, выполняя функции автоматического выключателя.

Конструкция устройства

Конструктивно диф автоматы из состоят рабочей и защитной части.

Рабочая часть представляет собой автоматический выключатель, в котором имеется специальный механизм независимого расцепления и рейка сброса с помощью внешнего механического воздействия. В различных типах диф автоматов устанавливаются четырехполюсные или двухполюсные автоматические выключатели.

Дифференциальный автомат, как и обычный автоматический выключатель, оборудован двумя расцепителями:

• — электромагнитный расцепитель отключает линию электропитания в случае короткого замыкания;
• — тепловой расцепитель срабатывает в случае возникновения перегрузки защищаемой группы.

Защитной частью устройства является модуль дифференциальной защиты. Он обнаруживает дифференциальный электрический ток на землю (ток утечки). Кроме этого, модуль преобразовывает электрический ток в механическое воздействие, с помощью которого через специальную рейку осуществляется сброс выключателя.

Для обеспечения питания модуля защиты от электрического тока он включается последовательно с автоматическим выключателем.

В модуле защиты от электрического тока имеются некоторые дополнительные устройства, среди которых дифференциальный трансформатор, обнаруживающий остаточный электрический ток, а также электронный усилитель с катушкой электромагнитного сброса.

Для проверки исправности модуля дифференциальной защиты на корпусе устройства расположена специальная кнопка «Тест». При нажатии на эту кнопку создается искусственный ток утечки и автомат (если он исправен) должен отключиться.

Как работает диф автомат

В диф автомате, как и в устройстве защитного отключения, в качестве датчика утечки тока применяется специальный трансформатор. Работа этого трансформатора основана на изменении дифференциального тока в проводниках, подающих электрическую энергию на электроустановку, на которой обеспечивается защита.

Ток утечки отсутствует, если нет повреждений изоляции электропроводки или к токоведущим частям установки никто не прикасается. В этом случае в нулевом и фазном проводе нагрузки будут протекать равные токи.

Этими токами в магнитном сердечнике трансформатора тока наводятся встречно направленные равные магнитные потоки. В результате этого ток вторичной обмотки равен нулю и чувствительный элемент – магнитоэлектрическая защелка не срабатывает.

В случае возникновения утечки, к примеру, если человек случайно прикоснется к фазному проводнику или при нарушении изоляционных свойств диэлектрика, происходит нарушение баланса тока и магнитных потоков.

Во вторичной обмотке возникает электрический ток, который приводит в действие магнитоэлектрическую защелку. Сработавшая защелка воздействует на механизм, расцепляющий автомат и контактную систему.

Где применяются диф автоматы

Дифференциальный автомат может с успехом применяться в однофазных и трехфазных сетях переменного тока. Эти устройства способствуют значительному повышению уровня безопасности в процессе постоянной эксплуатации различных электроприборов.

Кроме этого, дифференциальные автоматические выключатели способствуют предотвращению пожаров, вызванных возгоранием изоляции токоведущих частей некоторых электрических приборов.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Что такое дифавтомат?

Дифференциальный автоматический выключатель представляет собой устройство, которое объединило в себе функции УЗО и обычных автоматических выключателей. По своим обязанностям оно может заменить эти два устройства. Этим многие электрики и пользуются, таким образом, экономя место в щитке и уменьшая бюджет ремонта. Хотя среди профессионалов идут споры, что лучше установить (УЗО + автомат или дифавтомат) в той или иной ситуации. Об этом мы поговорим позже, а сейчас узнаем что такое дифавтомат или автоматический выключатель дифференциального тока.

Что такое дифавтомат?

Автоматический выключатель дифференциального тока (он же АВДТ) является модульным устройством и монтируется на DIN-рейку. По внешнему виду дифавтомат похож на УЗО. Также имеется два полюса (или четыре у 3-х фазных), есть рычаг перевода в рабочее положение, присутствует кнопка «Тест», нарисована непонятная электросхема и т.д., но все же есть различия, поэтому будьте внимательнее. Внутри корпуса АВДТ имеются элементы автоматического выключателя (рабочая часть) и УЗО (защитная часть).

Для чего нужен дифавтомат?

Напомню, что автоматический выключатель предназначен только для защиты электропроводки от короткого замыкания и перегрузки, а УЗО предназначено только для защиты людей при случайном попадании под напряжение или при утечке тока на корпус электроприборов. А вот дифференциальный автоматический выключатель сработает и при коротком замыкании, и при перегрузке линии, и при утечке тока.

Какие бывают дифавтоматы?

Дифавтоматы свободно могут применяться как в однофазных сетях, так и в трехфазных. Для однофазной сети используются 2-хполюсные, а для трехфазной сети применяются 4-хполюсные устройства.

Что написано на корпусе дифавтомата?

Каждый АВДТ имеет маркировку, по которой можно очень много о нем узнать и сделать вывод подходит оно нам или нет.

• «АВДТ» — означает, что это автоматический выключатель дифференциального тока или, как в народе говорят, дифавтомат.
• С25 – это номинал рабочей части (функция автоматического выключателя). С – это время-токовая характеристика, 25 – это максимальный ток, на который рассчитан данный дифавтомат.
• In 30mA – ток утечки, при котором сработает защитная часть устройства (функция УЗО).
• 230В – напряжение (сеть), в которой необходимо применять дифавтомат.
• — этот знак обозначает тип АВДТ (функция УЗО). Оно означает, что устройство среагирует на утечки переменного или постоянного пульсирующего тока.
• Также на АВДТ изображена его принципиальная схема. Если в ней вы ничего не поняли, то значит она вам и не нужна. Главное суметь правильно подобрать устройство и разобраться со схемой подключения дифавтомата.

На корпусе АВДТ еще имеется кнопка «Тест». Она предназначена для периодической проверки работы дифавтомата (защитной части УЗО). При нажатии на нее (в рабочем состоянии АВДТ), искусственно создается утечка тока, на которую должен отреагировать дифавтомат. Если он не отключился, то означает, что он неисправен и подлежит замене.

Улыбнемся:

Занятия по технике безопасности:
— Основное правило техники безопасности — ПАЛЬЦЫ В РОЗЕТКУ НЕ СОВАТЬ, понятно?
— Так они туда и не влазят.
— А ты гвоздики возьми.

Узо или дифференциальный автомат что выбрать, установка дома, на даче, в квартире, маркировка и характеристики

электрика, сигнализация, видеонаблюдение, контроль доступа (СКУД), инженерно технические системы (ИТС)

Дифференциальный автомат представляет собой устройство, объединяющее в одном корпусе устройство защитного отключения и автоматический выключатель.

Особенностью данного вида приборов является то, что использовать их в сетях где нулевой и защитный проводники совмещены нецелесообразно. При включении дифавтомата в такую сеть будет происходить постоянное срабатывание защиты.

Также не рекомендуется применение такого автоматического выключателя в сетях с отсутствующим защитным проводником. При этом защита от токов утечки не сработает пока не произойдет явного касания к токоведущим частям оборудования или проводнику.

Однако, защитить от опасного поражения электрическим током такой вариант поможет. Более подробно можно почитать про это в материале про УЗО.

Исходя из вышесказанного применение устройств защиты от токов утечки оправдано только в сетях с надежным заземлением частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением в результате поломок или возникновения внештатных ситуаций, связанных с повреждением изоляции токоведущих частей и разделением защитного и заземляющего проводника.

Так как дифференциальный автомат является комбинированным устройством, то и его характеристики следует рассматривать в комплексе, а именно:

• отключающая способность модуля токовой защиты;
• ток отсечки устройства защитного отключения.

ХАРАКТЕРИСТИКИ И МАРКИРОВКА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ АВТОМАТОВ

В международной практике принята маркировка отключающей способности буквами латинского алфавита.

А – применяются в сетях с большой длинной проводников и имеют отключающую способность – 2-4 Iн.

В – применятся, как правило, в сетях исключающих индуктивную нагрузку; основном это сети, использующиеся для освещения; отключающая способность – 3-6 Iн.

С – дифференциальные автоматы с данной маркировкой могут применяться в сетях с комбинированной нагрузкой, то есть выдерживают краткосрочную токовую перегрузку, возникающую во время пуска электродвигателей; отключающая способность – 5-10 Iн.

D – выключатели данной группы также применяются в сетях с комбинированной нагрузкой, но в отличии от предыдущей группы имеют более высокую токовую уставку – 10-20 Iн.

К – узкоспециализированные устройства, применяющиеся в сетях, в которых индуктивная нагрузка составляет более 80% от общей нагрузки сети; отключающая способность данной группы составляет – 8-15 Iн.

Z – данная группа автоматов применяется в слаботочных сетях или цепях питания электронной аппаратуры не допускающей даже краткосрочных токовых перегрузок; отключающая способность – 1-3 Iн.

Что касается защиты от токов утечки, то здесь необходимо определиться с категорией помещения в сети которого устанавливается диф. автомат.

В настоящее время выпускаются устройства с различными уставками (IΔn) для защиты от токов утечки, а именно:

• 10,30 мА– применяются для защиты человека от поражения электрическим током;
• 100, 300, 500 мА – используются для исключения возгораний в результате повреждения изоляции, или замыкания токоведущих частей на «землю».

Также на корпусе дифференциального автомата находится буквенная маркировка определяющая возможность отключения при разном характере токов утечки:

АС – переменный характер токов утечки. Автоматы с данной маркировкой применяются в сетях с о значительной индуктивной нагрузкой, сетях освещения, цепях питания электродвигателей.

А – самый распространенный тип, рекомендованный к применению в цепях питания бытовых приборов. Рабочая характеристика токов утечки — переменно-пульсирующий.

В – данная категория дифференциальных автоматов используется исключительно в промышленных установках. Характер тока утечки – постоянный сглаженный и переменный.

S – используется для обеспечения многоуровневой, селективной защиты. Требуемая селективность достигается за счет задержки срабатывания устройства; задержка отключения равна – 0,1-0,5 с.

G — также используется для обеспечения селективности, но с меньшей задержкой срабатывания – 0,05-0,09 с.

По напряжению дифференциальные автоматы подразделяются на одно и трехфазные, соответственно для трехфазной сети следует устанавливать трехфазные устройства. При отсутствии однофазного дифавтомата, в качестве временной меры, возможна установка трехфазного в однофазную сеть, хотя и со снижением эффективности токовой защиты.

КАК ВЫБРАТЬ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ АВТОМАТ

Ввиду большого набора характеристик доступных устройств логично встает вопрос какое же из доступных устройств выбрать для каждого конкретного случая? Разберем каждый момент в отдельности:

Установка дифференциального автомата в квартире.

В данном случае исключаются устройства с высокой индуктивной нагрузкой и большими пусковыми токами, а, значит номинал защитного токового устройства, как правило не превышает 16-25 А. При этом уставка защиты от токов утечки не должна превышать – 50 мА.

Монтаж дифференциального автомата с большим номиналом срабатывания от токов утечки не целесообразен, так как в квартирах уже давно проводка прокладывается скрытым способом, под штукатуркой.

Исходя из выше сказанного наиболее оптимальным выбором, для квартиры будет дифференциальный автомат категории В или С номиналом 16-25 А и с категорией защиты от токов утечки –А, с уставкой — 50 мА.

Дифференциальный автомат для дачи.

Для этого варианта токовую нагрузку рассчитывают для каждого случая в отдельности, так как на даче могут использоваться поливочные насосы или другое оборудование с повышенной электрической мощностью. К тому же следует учитывать одновременную работу нескольких приборов — насос, кондиционер, освещение.

Касательно уставки IΔn — следует учитывать состояние сети, и дифференцировать защиту. Это достигается разделением сети на силовые питающие цепи в которых имеются электродвигатели и сети освещения. Для каждой цепи устанавливаются дифавтоматы различных категорий как потоку отсечки, так и по характеристике тока утечки.

Отдельно стоит выделить полностью деревянные постройки, к которым применяются отдельные требования по прокладке электропроводки и разделению защиты на:

• защита человека от воздействия токов утечки;
• противопожарная.

Выбор дифференциального автомата для частного дома.

Здесь следует учитывать характер нагрузки активная, индуктивная или смешанная, а именно наличие и количество электродвигателей и вероятность их одновременного включения и работы. В случае если существует вероятность возникновения больших пусковых токов, то оптимальным выбором будет установка автоматического выключателя категории D.

Номинал токовой отсечки дифференциального автомата должен определяться исходя из существующей нагрузки и состояния питающей сети. Относительно защиты от токов утечки, оптимальным выбором будет устройство с характеристикой – А и сработкой при – 50 мА.

Также при наличии полностью деревянных конструкций с установленными в них электроприборами следует разделять защиту сетей от токов утечки — на противопожарную, и защитную.

УЗО ИЛИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ АВТОМАТ, ЧТО ВЫБРАТЬ?

Однозначного мнения по данному вопросу не существует некоторые специалисты советуют связку УЗО – автоматический выключатель, другие ратуют за установку диф. автоматов. Давайте рассмотрим достоинства и недостатки каждого из этих вариантов.

Место для монтажа – совместное подключение УЗО и автоматического выключателя занимает в щитке три посадочных места, дифференциальный автомат – два. Экономия налицо. Хотя, на рынке уже появились диф. автоматы занимающие в щитке одно посадочное место.

Сложность определения причины отключения дифференциального автомата. Вопрос не актуален, так как выпускаются устройства с сигнальными флажками, по которым можно определить какая часть устройства привела к отключению.

Трудоемкость подключения УЗО и автомата токовой защиты. Спорно, потому что для специалиста подключение такой схемы не вызывает никаких проблем, а дилетант может допустить ошибку и при подключении дифавтомата.

Важным фактором, на который стоит обратить внимание в данном вопросе является дифференциальные автоматы с электронным блоком дифференциальной защиты, их особенностью является потеря работоспособности при обрыве нулевого провода, при этом фазный проводник остается не отключенным, что может привести к поражению электрическим током.

Дифференциальные автоматы с электромеханическим блоком лишены данного недостатка и остаются работоспособными даже при обрыве нулевого проводника, что исключает возможность поражения людей. Единственный недостаток дифференциальных устройств с электромеханическим блоком – их высокая стоимость, по сравнению с аналогичными электронными конструкциями.

© 2012-2021 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Дифференциальный автомат защиты, описание и установка

Дифференциальный автомат защиты — назначение

Дифференциальный автомат защиты или автоматический выключатель дифференциального тока это комплексное устройство обеспечивающее следующие функции:

• Дифавтомат защищает проводку от перегрузок;
• Защищает электро цепь от коротких замыканий;
• Обеспечивает пожарную безопасность;
• Также дифференциальный автомат защищает от поражений электротоком, следя за появлением в цепи дифференциального тока (разницы тока в проводах цепи).

По сути, дифавтомат заменяет УЗО (устройство защитного отключения) и автомат защиты (АВ). Обозначается дифавтомат, как  УЗО-Д. Например, дифавтоматы «Энергокомплекс» обозначается, как УЗО-ВАД, УЗО-ВД. Импортные дифавтоматы обозначаются по стандарту CEI EN 61009 и маркируются, как DSH, SH.

Важно! Нужно понимать, что дифавтомат не устранит ощущение удара электротоком. Он отключит аварийную цепь за время, которое электроток не успеет нанести урон здоровью человека.

Для владельцев земельных участков, садоводов и огородников будет полезно знать, что лучшие форсунки для опрыскивателей можно выбрать на сайте https://hydromech.in.ua/ru/forsunki/. В каталоге сайте более сотни вариантов форсунок: маятниковые, вращающиеся, на трубу, на шланг, с одной или тремя головками.

Установка дифавтомата защиты

При установке устройства соблюдайте требования электробезопасности.

Установка дифавтомата защиты производится в электрических щитках. Рекомендуется, устанавливать вводной дифавтомат на этаже в этажном щите, а дифавтоматы на отдельные группы розеток  квартиры устанавливать в квартирном электрощите.

Устанавливается дифавтомат на дин-рейку. Подвод электропитания осуществляться сверху, вывод осуществляется с нижних клемм.

Заземление электро цепи

Корректная защита от косвенного прикосновения возможна только при организации заземления, например, системы заземления TN-S.

В зоне действия УЗО-Д нулевой рабочий проводник (N) не должен соединяться с заземленными корпусами электроприборов и нулевым защитным проводником (PE).

Типы и номиналы дифавтоматов защиты

В жилых помещениях с компьютерами, телевизором, приборами с электронным управлением и другими приборами, создающими пульсирующие составляющие тока, ставятся дифавтоматы типа «А». В других сетях достаточно дифавтоматов типа «АС».

В групповых цепях квартиры, питающих штепсельные розетки, ставятся УЗО номиналом не более 30mA. Для группы электропроводки ванной желательно поставить дифавтомат с током отсечки 10 mA. На группы освещения дифавтоматы не ставятся.

Согласно ПУЭ, ток утечки диффавтомата для электроприбора выбирается из расчета  0,4mA на 1 Ампер тока нагрузки. Ток утечки диффавтомата сети, выбирается из расчета 0,01 mA на 1 метр фазного провода.

Для повышения пожарной безопасности дома, квартиры нужно на ввод электропитания установить УЗО-Д с током отсечки 100mA или 300mA. Обычно в квартирах, такие «дифы» не ставятся.

Проверка работоспособности дифавтомата

Для проверки исправности автоматического выключателя дифференциального тока (АВДТ) на корпусе устройства есть кнопка тестирования. Проверку устройства нужно производить сразу после установки и потом, раз в месяц.

Дифференциальный автомат защиты: Схема подключения

Приведу две схемы подключения дифавтомата защиты.

Схема №1

Схема установки одного дифавтомата на всю электросеть

Схема№2

Желательно, для каждого прибора нуждающегося в защите, ставить отдельный дифавтомат защиты.

Нормативные ссылки дифференциальный автомат защиты

ПУЭ изд. 7, п. 7.1.67-7.1.86.

©ehto.ru

Еще статьи

виды, конструкция, применение в электрике . Как выбрать дифавтомат и какие бывают

В электротехнике есть масса терминов, которые неизвестны непрофессионалам. Но иногда необходимо немного углубиться в изучения определенных устройств, чтобы правильно сделать их выбор при покупке. Каждый дифференциальный автомат представляет собой компактное изделие, сочетающее в себе функции выключателя и защитного аппарата УЗО. Главная цель применения этого оборудования состоит в полном предохранении пользователей от удара током при соприкосновении с каким-то прибором или в результате короткого замыкания. Важной функцией аппаратуры является отключение электрического тока, если есть риск получить повреждение. Надежный дифференциальный автомат выключатель защитит от перегрузок в сети на производстве или в бытовом использовании. Это универсальный аппарат, без которого сложно обойтись, если вы используете сразу несколько мощных электроприборов.

Особенности конструкции: за счет чего функционирует дифференциальный автомат?

Это техника, которая состоит из защитной и рабочей частей. Функциональная, то есть рабочая часть агрегата — выключатель, который срабатываетавтоматически. Он обязательно включает механизм для независимого расцепления через активное механическое воздействие. В разных автоматах могут устанавливаться выключатели двух- или четырехполюсного типа.

В конструкции дифференциального прибора предусмотрено наличие двух расцепителей — теплового и электромагнитного. Примечательно, что первый срабатывает при перегрузке конкретной группы электрических приборов, а второй обеспечивает полную защиту при коротком замыкании оборудования.

Модульная или защитная часть дифференциального автомата позволяет своевременно выявить ток утечки и провести преобразование электрического тока в механическое воздействие, которое полностью безопасно. Модуль защиты и автоматический выключатель подключаются к питанию последовательно друг с другом для обеспечения функциональности и длительной работы. В защитной части автомата присутствует дополнительный элемент — трансформатор для обнаружения остаточного электрического тока. Также в конструкции предусмотрено наличие электронного усилителя с электромагнитной катушкой. Каждый автомат дифференциальный 16а имеет кнопку для предварительного тестирования на корпусе, которая поможет проверить устройство.

Виды дифференциальных автоматов

Для обозначения аппаратов разного типа используются буквы латинского алфавита. Рассмотрим основные вариации электротехнических изделий:

• A – применяются для защиты полупроводниковых устройств;
• B – подходят для осветительных сетей общего назначения;
• C – обладают высокой перегрузочной способностью, используются в оборудовании с умеренными пусковыми электрическими токами;
• D – защищают электротехнические устройства с тяжелым запуском;
• Z – для разнообразной электронной техники;
• K – дифференциальные автоматы для индуктивной нагрузки (для решения других задач не приспособлены).

Надежный дифференциальный автомат abb станет предпочтительным вариантом для многих потребителей. Это продукция известного шведско-швейцарского бренда, которая отличается высоким уровнем износостойкости и длительными сроками эксплуатации. Подобный дифференциальный автомат купить можно в нашем интернет-магазине, предварительно выбрав оборудование, подходящее для ваших конкретных целей. Электротехническая аппаратура от известной марки предоставляется с гарантией качества и соответствующими сертификационными документами.

Отличие дифференциального автомата от УЗО

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта http://zametkielectrika.ru.

Анализируя полученные письма, я сделал вывод, что многие из Вас до сих пор не видят разницы между дифференциальным автоматом и УЗО, поэтому в этой небольшой статье я решил подробно разъяснить Вам этот вопрос.

Речь пойдет об функциональном и внешнем отличии дифференциального автомата от УЗО. Чтобы не запутать Вас окончательно, сразу внесу поправки в наименование и обозначение этих устройств:

• устройство защитного отключения (УЗО) — он же выключатель дифференциальный (ВД)
• дифференциальный автомат или, сокращенно, дифавтомат — он же автоматический выключатель дифференциального тока (АВДТ)

В качестве примера рассмотрим продукцию от фирмы IEK:

• УЗО типа ВД1-63, 16 (А), 30 (мА)
• дифференциальный автомат типа АВДТ32, С16, 30 (мА)

Вот они:

По фотографиям видно, что по внешним признакам они очень похожи.

 

Главное отличие дифференциального автомата от УЗО

В первую очередь необходимо знать, что у этих двух устройств разная функциональность, что является их основным отличием.

1. Устройство защитного отключения (УЗО)  — коммутационный аппарат, который защищает человека от прямого или косвенного поражения электрическим током, а также контролирует текущее состояние электропроводки, и при возникновении в ней каких-либо повреждений в виде утечек, отключает ее. Об этом я писал в следующих своих статьях (переходите по ссылочкам и читайте):

Еще раз повторю, что УЗО не защищает электропроводку и электрооборудование от коротких замыканий и перегрузов — его само необходимо защищать, устанавливая перед ним автоматический выключатель. Более подробно об этом я рассказывал в статье про выбор и покупку УЗО.

2. Дифавтомат или дифференциальный автомат — это коммутационный аппарат, который совмещает в одном корпусе и автоматический выключатель, и УЗО, т.е. дифференциальный автомат способен защищать электрическую сеть от коротких замыканий и перегрузов, а также от возникновения утечек, связанных с повреждением электропроводки, электрических приборов и при попадании человека под напряжение.

Условно, дифавтомат можно представить в виде тождества:

Если сказать проще, то дифавтомат — это тоже самое УЗО, только с функцией защиты от токов короткого замыкания и перегруза.

Надеюсь, что с этим все понятно. А теперь давайте разберемся, как же эти два устройства отличить между собой.

Как отличить УЗО от дифавтомата?

1. Надпись названия устройства

В настоящее время большинство производителей, чтобы не вводить в заблуждение покупателей (а чаще и самих продавцов), начали на лицевой стороне или сбоку на крышке писать название устройства, либо это УЗО (выключатель дифференциальный), либо дифавтомат (автоматический выключатель дифференциального тока).

2. Маркировка

Второй способ отличить УЗО от дифавтомата — это обратить внимание на маркировку.

Если на корпусе указана только величина номинального тока, а буква перед цифрой отсутствует, то значит это устройство защитного отключения (УЗО). В моем примере у ВД1-63 на корпусе указан только номинальный ток 16 (А), а буква типа характеристики — отсутствует.

Если перед цифрой, которая указывает значение номинального тока, изображена буква В, С или D, то значит это дифференциальный автомат. Например, у дифференциального автомата АВДТ32 перед значением номинального тока стоит буква «С», которая обозначает тип характеристики электромагнитного и теплового расцепителей.

3. Схема

Третий способ несколько сложнее, чем второй, но все равно имеет право на жизнь. Посмотрите внимательно схему подключения на корпусе.

Если на схеме изображен только дифференциальный трансформатор с кнопкой «Тест», то это УЗО.

Если же на схеме изображены дифференциальный трансформатор с кнопкой «Тест» и обмотки электромагнитного и теплового расцепителей, то значит это дифавтомат.

4. Габаритные размеры

Сейчас этот параметр уже не актуален, но когда выпускались первые дифавтоматы, то они были на порядок шире, нежели УЗО, т.к. в корпусе дополнительно нужно было разместить тепловые и электромагнитные расцепители. В настоящее время наоборот, дифавтоматы стали выпускать с габаритными размерами меньше, чем УЗО.

Как Вы видите, в моем примере УЗО ВД1-63 и дифавтомат АВДТ32 имеют совершенно одинаковые размеры. Поэтому данный пункт при отличии УЗО от дифавтомата во внимание брать не стоит.

Для тех кто ленится читать материал в текстовом виде, смотрите видео:

P.S. В данной статье мы разобрали все отличия дифференциального автомата от УЗО и научились внешне отличать их друг от друга. Теперь нам нужно сделать выбор в ту или иную сторону. Об этом читайте в моей следующей статье: «Что выбрать? УЗО или дифавтомат». Жду от Вас вопросов и комментариев.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

конечных автоматов | Последовательные схемы

До сих пор каждая представленная схема представляла собой комбинаторную схему . Это означает, что его выход зависит только от его текущих входов. Предыдущие входы для этого типа цепей не влияют на выход.

Однако есть много приложений, в которых наши схемы должны иметь «память»; запоминать предыдущие входы и рассчитывать их выходы в соответствии с ними. Цепь, выход которой зависит не только от текущего входа, но и от истории входа, называется последовательной цепью .

В этом разделе мы узнаем, как проектировать и строить такие последовательные схемы. Чтобы увидеть, как работает эта процедура, воспользуемся примером, на котором будем изучать нашу тему.

Итак, давайте предположим, что у нас есть цифровая викторина, которая работает на часах и считывает ввод с ручной кнопки. Однако мы хотим, чтобы коммутатор передавал в схему только один HIGH-импульс. Если мы подключим кнопку непосредственно к игровой цепи, она будет передавать ВЫСОКОЕ значение в течение минимального количества тактовых циклов, которое может достичь наш палец.На обычной тактовой частоте наш палец никогда не может быть достаточно быстрым.

Процедура проектирования включает определенные шаги, которые необходимо выполнить, чтобы выполнить работу:

Шаг 1

Первым шагом процедуры проектирования является определение простыми, но ясными словами, что мы хотим, чтобы наша схема выполняла:

«Наша миссия состоит в том, чтобы спроектировать вторичную цепь, которая будет передавать ВЫСОКИЙ импульс длительностью только один цикл при нажатии кнопки ручного управления и не будет передавать другой импульс, пока кнопка не будет нажата и снова нажата.”

Шаг 2

Следующим шагом является создание диаграммы состояний.

Это диаграмма, составленная из кругов и стрелок и визуально описывающая работу нашей схемы. С математической точки зрения эта диаграмма, описывающая работу нашей последовательной схемы, является конечным автоматом. Обратите внимание, что это конечный автомат Мура.

Его выход является функцией только его текущего состояния, а не его входом. Это контрастирует с конечным автоматом Мили, где ввод влияет на вывод.В этом руководстве будет рассматриваться только конечный автомат Мура.

Диаграмма состояний нашей схемы выглядит следующим образом: (Рисунок ниже)

Диаграмма состояния

Каждый кружок представляет «состояние», четко определенное состояние, в котором находится наша машина. В верхней половине круга мы описываем это состояние. Описание помогает нам вспомнить, что наша схема должна делать в этом состоянии.

• Первый кружок — состояние «ожидания».Это то место, откуда начинается наша схема и где она ждет следующего нажатия кнопки.
• Второй кружок — это состояние, при котором кнопка была только что нажата, и наша схема должна передать ВЫСОКИЙ импульс.
• Третий кружок — это состояние, при котором наша схема ожидает отпускания кнопки, прежде чем она вернется в состояние «ожидания».

В нижней части круга — вывод нашей схемы. Если мы хотим, чтобы наша схема передавала HIGH в определенном состоянии, мы устанавливаем 1 для этого состояния.В противном случае ставим 0.

Каждая стрелка представляет собой «переход» из одного состояния в другое. Переход происходит один раз за каждый такт. В зависимости от текущего ввода мы можем каждый раз переходить в другое состояние. Обратите внимание на число в середине каждой стрелки. Это текущий ввод.

Например, когда мы находимся в состоянии «Initial-Stand by» и «читаем» 1, диаграмма говорит нам, что мы должны перейти в состояние «Activate Pulse». Если мы читаем 0, мы должны оставаться в состоянии «Initial-Stand by».

Итак, что именно делает наша «Машина»? Он запускается из состояния «Начальное — Ожидание» и ждет, пока на входе не будет считана 1. Затем он переходит в состояние «Активировать импульс» и передает на свой выход ВЫСОКИЙ импульс. Если кнопка остается нажатой, схема переходит в третье состояние, «цикл ожидания».

Там он ждет, пока кнопка не будет отпущена (вход становится 0), при этом на выходе передается LOW. Тогда все снова!

Это, возможно, самая сложная часть процедуры проектирования, потому что ее нельзя описать простыми шагами.Чтобы построить диаграмму состояний, требуется опыт и немного острого мышления, но все остальное — это просто набор заранее определенных шагов.

Шаг 3

Затем мы заменяем слова, описывающие различные состояния диаграммы, на двоичных чисел . Мы начинаем перечисление с 0, которое присваивается начальному состоянию. Затем мы продолжаем перечисление с любым состоянием, которое нам нравится, пока все состояния не будут иметь свои номера. Результат выглядит примерно так: (Рисунок ниже)

Диаграмма состояний с кодированными состояниями

Шаг 4

После этого мы заполняем Таблицу состояний .Эта таблица имеет очень специфическую форму. Я приведу таблицу нашего примера и воспользуюсь ею, чтобы объяснить, как ее заполнить. (Рисунок ниже)

Таблица состояний

Первые столбцы равны битам наивысшего числа, которое мы присвоили диаграмме состояний. Если бы у нас было 5 состояний, мы бы использовали до 100, что означает, что мы использовали бы 3 столбца. В нашем примере мы использовали число до 10, поэтому нам понадобится всего 2 столбца. Эти столбцы описывают Текущее состояние нашей схемы.

Справа от столбцов «Текущее состояние» мы пишем Входные столбцы . Их будет столько же, сколько и наших входных переменных. В нашем примере только один вход.

Затем мы записываем Столбцы следующего состояния . Их столько же, сколько столбцов «Текущее состояние».

Наконец, мы записываем Выходные столбцы . Это столько же, сколько и наших результатов. В нашем примере только один выход. Поскольку мы построили более конечный автомат, вывод зависит только от текущих состояний ввода.По этой причине в столбце output есть две единицы: для вывода логической функции, не зависящей от ввода I. Продолжайте читать, чтобы узнать подробности. Столбцы Current State и Input — это входы нашей таблицы. Заполняем их всеми двоичными числами от 0 до:

2 ^{(количество столбцов текущего состояния + количество столбцов ввода)} -1

К счастью, это проще, чем кажется. Обычно строк будет больше, чем фактических состояний, которые мы создали на диаграмме состояний, но это нормально.

Каждая строка столбцов следующего состояния заполняется следующим образом: мы заполняем ее состоянием, которого достигаем, когда на диаграмме состояний из текущего состояния той же строки мы следуем за входом той же строки. Если необходимо заполнить строку, номер текущего состояния которой не соответствует какому-либо фактическому состоянию на диаграмме состояний, мы заполняем ее условиями безразличия (X). В конце концов, нам все равно, куда мы можем уйти из несуществующего государства. Во-первых, нас бы там не было! Опять же, это проще, чем кажется.

Столбец выходов заполняется выходными данными соответствующего текущего состояния на диаграмме состояний.

Таблица состояний завершена! Он описывает поведение нашей схемы так же полно, как и диаграмма состояний.

Шаг 5а

Следующий шаг — взять эту теоретическую «Машину» и реализовать ее в схеме. Чаще всего в этой реализации используются шлепанцы. Это руководство посвящено этому типу реализации и будет описывать процедуру как для D-триггеров, так и для JK-триггеров.T — Вьетнамки не будут включены, поскольку они слишком похожи на два предыдущих случая. Выбор флип-флопа является произвольным и обычно определяется факторами стоимости. Наилучший выбор — выполнить как анализ, так и решить, какой тип триггера дает минимальное количество логических вентилей и меньшую стоимость.

Сначала мы рассмотрим, как мы реализуем нашу «Машину» с D-шлепанцами.

Нам понадобится столько же D-Flip Flops, сколько столбцов State, в нашем примере 2. Для каждого триггера мы будем добавлять еще один столбец в нашу таблицу состояний (рисунок ниже) с именем входа триггера, в данном случае «D».Столбец, соответствующий каждому триггеру, описывает , какие входные данные мы должны дать триггеру, чтобы перейти от текущего состояния к следующему состоянию . Для D-триггера это просто: необходимый вход равен следующему состоянию. В строках, содержащих X, мы также заполняем X в этом столбце.

Таблица состояний с возбуждениями D-триггера

Шаг 5b

Мы можем проделать те же шаги с JK — Flip Flops. Однако есть некоторые отличия.JK — Flip Flop имеет два входа, поэтому нам нужно добавить два столбца для каждого Flip Flop. Содержание каждой ячейки определяется таблицей возбуждения JK:

.

В этой таблице сказано, что если мы хотим перейти из состояния Q в состояние Q _{, следующий за} , нам необходимо использовать определенный вход для каждого терминала. Например, чтобы перейти от 0 к 1, нам нужно передать J в 1, а не заботится о , какой ввод мы подаем на терминал K.

Таблица состояний с JK-триггерами возбуждения

Шаг 6

Мы находимся на завершающей стадии нашей процедуры.Остается определить логические функции, которые производят входные данные для наших триггеров и выходных данных. Мы извлечем одну логическую функцию для каждого входного сигнала Flip Flop, который у нас есть. Это можно сделать с помощью карты Карно. Входными переменными этой карты являются переменные текущего состояния , а также входы.

Тем не менее, входные функции для наших D-триггеров следующие: (Рисунок ниже)

Карты Карно для входов D — триггера

Если бы мы выбрали JK — Flip Flops, наши функции были бы следующими: (Рисунок ниже)

Карта Карно для JK — вход с триггером

Карта Карно также будет использоваться для определения функции вывода: (рисунок ниже)

Карта Карно для выходной переменной Y

Шаг 7

Проектируем нашу схему.Мы размещаем триггеры и используем логические элементы для формирования вычисленных нами логических функций. Ворота принимают входные данные с выхода триггеров и входа схемы. Не забудьте подключить часы к шлепанцам!

Версия D — триггера: (рисунок ниже)

Завершенная последовательная схема D — триггера

The JK — версия Flip Flop: (рисунок ниже)

Завершенная JK — последовательная схема триггера

Вот оно! Мы успешно спроектировали и построили последовательный контур.Сначала это может показаться сложной задачей, но после практики и повторения процедура станет тривиальной. Последовательные схемы могут пригодиться в качестве управляющих частей более крупных схем и могут выполнять любую последовательную логическую задачу, о которой мы только можем подумать. Небо это предел! (или хотя бы печатная плата)

ОБЗОР:

• Функция последовательной логики имеет функцию «памяти» и принимает во внимание прошлые входные данные, чтобы принять решение о выходе.
• Конечный автомат — это абстрактная математическая модель последовательной логической функции.Он имеет конечные входы, выходы и количество состояний.
Конечные автоматы
• реализованы в реальных схемах с помощью триггеров
.
• Процедура реализации требует определенного порядка шагов (алгоритма) для выполнения.

Теоретико-автоматный подход к поведенческой эквивалентности

Формальные методы проверки используются в процессе проектирования интегральных схем, чтобы гарантировать эквивалентность между спецификациями схемы и реализациями на одном или разных уровнях абстракции.Проверка эквивалентности между двумя конечными автоматами или двумя комбинационными логическими схемами точно определена и поддерживается массой теоретических работ. Алгоритмы, которые могут определять эквивалентность больших последовательных и комбинационных логических схем, существуют и используются сегодня.

Напротив, проверка того, что описание логического уровня правильно реализует поведенческую спецификацию, значительно менее развита. Одним из основных препятствий на пути к точному понятию поведенческой проверки было то, что параллельные, последовательные или конвейерные реализации одного и того же поведенческого описания могут быть реализованы в конечных автоматах с различным поведением ввода / вывода.

В этой статье мы используем-ходы для моделирования степени свободы, которая обеспечивается параллелизмом в поведенческом описании, которое также содержит сложный контроль. Учитывая некоторые предположения, мы показываем, как множество конечных автоматов, выводимых из описания поведения, может быть компактно представлено в виде -го автомата с программированием ввода ( p -Automaton). p -Automaton назван так из-за того, что во время его создания мы программируем мета-входных переменных в p -Automaton, которые не присутствуют в исходном описании.Реализация логического уровня считается эквивалентной описанию поведения тогда и только тогда, когда автомат p эквивалентен конечному автомату логического уровня при некотором назначении мета-входным переменным .

Вышеупомянутый метод позволяет расширить использование алгоритмов проверки эквивалентности конечным автоматом на проблему проверки поведения. Это особенно полезно для проверки описаний с умеренным параллелизмом и сложным контролем.Мы представляем экспериментальные результаты, полученные с использованием нашего подхода.

Детерминированные, недетерминированные конечные автоматы

В сегодняшнюю технологическую эпоху области аппаратного и программного обеспечения претерпели колоссальное развитие. Одно из основных направлений развития было замечено в методах проектирования аппаратного обеспечения. С развитием технологий стало возможным реализовать концепцию совместного проектирования аппаратного и программного обеспечения. Разработаны различные методы, с помощью которых с помощью программного обеспечения можно полностью проектировать и моделировать аппаратные системы.Одним из таких методов является теория автоматов. Теория автоматов — это раздел информатики, который занимается проектированием абстрактных моделей вычислительных устройств, которые автоматически следуют заранее определенной последовательности шагов. В этой статье обсуждается краткая информация об учебнике по автоматам.

Что такое теория автоматов?

Слово «автоматы» происходит от греческого языка, что означает «самодействующий». Автомат — это математическая модель машины. Автомат состоит из состояний и переходов.Когда ввод передается автомату, он переходит в следующее состояние в зависимости от функции перехода. Входные данные для функции перехода — это текущее состояние и недавние символы. Если автомат имеет конечное число состояний, он известен как конечный автомат или конечный автомат. Конечные автоматы представлены 5-кортежем (Q, ∑, δ, qo, F)

Где,

Q = Конечный набор состояний.

∑ = конечный набор символов, также называемый алфавитом автоматов.

δ = переходная функция.

qo = начальное состояние входа.

F = набор конечных состояний Q.

Основные термины теории автоматов

Некоторые из основных терминов теории автоматов:

1 . Алфавит : Любой конечный набор символов в теории автоматов известен как алфавит. Представленный буквой набор {a, b, c, d, e,} называется алфавитным набором, тогда как буквы набора ‘a’, ‘b’, ‘c’, ‘d’, ‘e’ называются символы.

2 . Строка : В автоматах строка — это конечная последовательность символов, взятых из алфавитного набора ∑. Например, строка S = ‘adeaddadc’ действительна в алфавитном наборе = {a, b, c, d, e ,}.

3 . Длина строки : количество символов, присутствующих в строке, называется длиной строки. Для строки S = ​​‘adaada’ длина строки составляет | S | = 6. Если длина строки равна 0, она называется пустой строкой.

4 . Kleen Star : это унарный оператор на множестве символов Σ, который дает бесконечный набор всех возможных строк, включая λ, всех возможных длин на множестве Σ.Он представлен. Например, для множества Σ = {c, d}, ∑ * = {λ, c, d, cd, dc, cc, dd, ……}.

5 . Замыкание Клина : Это бесконечный набор всех возможных строк алфавита, исключая λ. Обозначается он. Для множества Σ = {a, d}, ∑ + = {a, d, ad, da, aa, dd,… ..}.

6 . Язык : Язык — это подмножество звездного набора Клини∑ * для некоторого набора алфавитов Σ. Язык может быть конечным или бесконечным. Например, если язык принимает все возможные строки длины 2 по множеству Σ = {a, d}, тогда L = {aa, ad, da, dd}.

Формальные языки и автоматы

В теории автоматов формальный язык — это набор строк, где каждая строка состоит из символов, принадлежащих конечному набору алфавита Σ. Давайте рассмотрим кошачий язык, который может содержать любые строки из бесконечного множества ниже…
mew!
мнеуу!
я ебу !!…

Алфавит для кошачьего языка Σ = {m, e, w,!}. Пусть этот набор используется для модели конечного автомата-m. Тогда формальный язык, характеризуемый моделью m, обозначается

.

L (м)
L (м) = {‘mew!’, ‘Meww!’, ‘Mewww’, ……}

Automaton полезен для определения языка, потому что он может выражать бесконечное множество в замкнутой форме.Формальные языки не совпадают с естественными языками, на которых мы говорим в повседневной жизни. Формальный язык может обозначать различные состояния машины, в отличие от наших обычных языков. Формальный язык используется для моделирования части естественного языка, такой как синтаксис и т. Д. Формальные языки определяются конечными автоматами. Есть две основные точки зрения автоматов с конечным состоянием: акцепторы, которые могут определить, находится ли строка на языке, и вторая — это генератор, который производит только строки на языке.

Детерминированные конечные автоматы

В автоматах детерминированного типа, когда задан вход, мы всегда можем определить, в какое состояние будет переход. Поскольку это конечный автомат, он называется детерминированными конечными автоматами.

Графическое представление

Диаграмма состояний

— это орграфы, используемые для графического представления детерминированных конечных автоматов. Давайте разберемся на примере. Пусть детерминированный конечный автомат имеет вид…
Q = {a, b, c, d}.
Σ = {0, 1}
= {a}
F ​​= {d} и функция перехода будет

Графическое представление в виде таблицы

Диаграмма состояния

Диаграмма состояний детерминированных конечных автоматов

Из диаграммы состояний

• Состояния представлены вершинами.
• Переходы представлены дугой, помеченной входным алфавитом.
• Пустая одиночная входящая дуга представляет начальное состояние.
• Состояние с двойными кружками — это конечное состояние.

Недетерминированные конечные автоматы

Автоматы, в которых состояние выхода для данного входа не может быть определено, называются недетерминированными автоматами. Его также называют недетерминированными конечными автоматами, поскольку он имеет конечное число состояний. Недетерминированные конечные автоматы представлены в виде набора из 5, где (Q, ∑, δ, qo, F)

Q = конечный набор состояний.
∑ = Набор алфавитов.
δ = переходная функция

, где : qo = Исходное состояние.

Графическое представление

Недетерминированные конечные автоматы представлены с помощью диаграммы состояний. Пусть недетерминированные конечные автоматы будут —

Q = {a, b, c, d}
Σ = {0,1}
qo = {a}
F ​​= {d}

Переходов

Графическое представление в виде таблицы

Диаграмма состояний Диаграмма состояний недетерминированных конечных автоматов

Приложения теории автоматов

Приложения теории автоматов включают следующее.

• Теория автоматов очень полезна в области теории вычислений, производства компиляторов, искусственного интеллекта и т. Д.
• Для компиляторов обработки текста и проектирования оборудования конечные автоматы играют важную роль.
• Для приложений в области искусственного интеллекта и языков программирования очень полезна контекстно-свободная грамматика.
• В области биологии полезны клеточные автоматы.
• В теории конечных полей также можно найти применение автоматов.

В этой статье мы узнали краткое введение в языки теории автоматов и вычисления.Автоматы существуют с доисторических времен. С изобретением новых технологий в этой области наблюдается много новых разработок. С какими типами автоматов вы сталкивались?

Типы, свойства, конструкция и применение

Конечные автоматы (FSM) важны для понимания логики принятия решений, а также для управления цифровыми системами. В автомате выходы, а также следующее состояние — это текущее состояние и функция входа.Это означает, что выбор следующего состояния в основном зависит от входного значения и силы, что приводит к более сложной производительности системы. Как и в последовательной логике, нам нужна история прошлых входов для определения выхода. Таким образом, FSM проявляет большую готовность к пониманию последовательных логических ролей. По сути, существует два метода для организации последовательной логической схемы , а именно: мучная машина, а также дополнительная машина. В этой статье обсуждаются теория и реализация конечного автомата или конечного автомата, типы, конечных автоматов, примеры , преимущества и недостатки.

Что такое конечный автомат?

Определение конечного автомата — , термин конечный автомат (FSM) также известен как конечный автомат . FSM — это расчетная модель, которая может быть выполнена с помощью аппаратного обеспечения или программного обеспечения. Это используется для создания последовательной логики, а также нескольких компьютерных программ. Автоматические автоматы используются для решения задач в таких областях, как математика, игры, лингвистика и искусственный интеллект.В системе, где определенные входы могут вызывать определенные изменения состояния, которые могут быть обозначены с помощью конечных автоматов.

Конечный автомат

Эта диаграмма конечного автомата объясняет различные состояния турникета. Каждый раз, когда монета помещается в турникет, она откручивается, а после нажатия на турникет болты усиливаются. Поместите монету в турникет без болтов, иначе при нажатии на турникет с болтами его состояние не изменится.

Типы конечных автоматов

Конечные автоматы подразделяются на два типа, такие как конечный автомат Мили и конечный автомат Мура .

Конечный автомат Мили

Когда выходы зависят как от текущих входов, так и от состояний, то конечный автомат можно назвать мучным конечным автоматом. Следующая диаграмма представляет собой блок-схему конечного автомата мучнистого типа . Блок-схема конечного автомата состоит из двух частей, а именно из комбинационной логики и памяти. Память в машине может использоваться для предоставления некоторых из предыдущих выходов в качестве входов комбинационной логики.

Блок-схема конечного автомата Мили

На основе текущих входов, а также состояний, этот автомат может выдавать выходные данные.Таким образом, выходы могут быть пригодны только для положительного или отрицательного сигнала CLK. Диаграмма состояний мучнистого конечного автомата показана ниже.

Диаграмма состояний конечного автомата Мили

Диаграмма состояний конечного автомата Мили в основном включает в себя три состояния, а именно A, B и C. Эти три состояния помечены внутри кружков, а каждый кружок связан с одним состоянием. Преобразования между этими тремя состояниями обозначены направленными линиями. На приведенной выше диаграмме входы и выходы обозначены 0/0, 1/0 и 1/1.На основе входного значения есть два преобразования из каждого состояния.

Как правило, количество требуемых состояний в машине мучнистого состояния меньше или эквивалентно количеству требуемых состояний в машине состояний Мура. Для каждого конечного автомата Мили существует одинаковый конечный автомат Мура. В результате при необходимости мы можем использовать один из них.

Конечный автомат Мура

Когда выходы зависят от текущих состояний, тогда конечный автомат может называться Конечный автомат Мура .Блок-схема конечного автомата Мура показана ниже. Блок-схема конечного автомата Мура состоит из двух частей, а именно из комбинационной логики и памяти.

Блок-схема конечного автомата Мура

В этом случае текущие входы, а также текущие состояния будут определять следующие состояния. Таким образом, в зависимости от дальнейших состояний, этот автомат будет генерировать выходные данные. Таким образом, результаты этого будут применимы просто после преобразования состояния.

Диаграмма состояний конечного автомата Мура показана ниже.В приведенном выше состоянии диаграмма включает в себя четыре состояния, такие как мучнистый конечный автомат, а именно A, B, C и D. Четыре состояния, а также отдельные выходы помещены в кружки.

Диаграмма состояний конечного автомата Мура

На приведенном выше рисунке есть четыре состояния, а именно A, B, C и D. Эти состояния и соответствующие выходы помечены внутри кружков. Здесь просто стоимость ввода помечается при каждом преобразовании. На приведенном выше рисунке показаны два преобразования из каждого состояния в зависимости от входного значения.

Обычно количество требуемых состояний в этом автомате больше, чем в противном случае эквивалентно требуемому количеству состояний в мучнистом конечном автомате

Как правило, количество требуемых состояний в этом автомате более чем эквивалентно требуемым состояниям в MSM (конечный автомат Мили) . Каждому конечному автомату Мура соответствует конечный автомат Мили. Следовательно, в зависимости от необходимости мы можем использовать один из них.

Для каждого конечного автомата Мура существует одинаковый мучнистый конечный автомат.В результате при необходимости мы можем использовать один из них.

Приложения конечного автомата

Приложения конечного автомата в основном включают в себя следующее.

В играх используется

автоматов; они наиболее известны тем, что используются в искусственном интеллекте, и, тем не менее, они также часто используются при выполнении навигации по синтаксическому анализу, обработке ввода клиента, а также в сетевых протоколах.

Они ограничены в вычислительной мощности; они сравнительно просты в распознавании.Таким образом, они часто используются разработчиками программного обеспечения, а также разработчиками систем для оценки производительности сложной системы.

Конечные автоматы применимы в торговых автоматах, видеоиграх, светофорах, контроллерах в ЦП, парсинге текста, анализе протокола, распознавании речи , языковой обработке и т. Д.

Преимущества конечного автомата

К преимуществам конечного автомата можно отнести следующее.

• Конечные автоматы гибкие
• Легко перейти от значимого абстрактного к выполнению кода
• Низкие накладные расходы процессора
• Простое определение достижимости состояния

Недостатки конечного автомата

К недостаткам конечного автомата относятся следующие

• Ожидаемый характер детерминированных конечных автоматов может не понадобиться в некоторых областях, таких как компьютерные игры
• Реализацией огромных систем с использованием FSM трудно управлять, не имея представления о дизайне.
• Не для всех доменов
• Порядок государственных преобразований негибкий.

Таким образом, это всего около конечных автоматов . Наконец, исходя из приведенной выше информации, мы можем сделать вывод, что синхронные последовательные схемы влияют на свои состояния для каждого положительного или отрицательного преобразования сигнала CLK в зависимости от входа. Таким образом, это поведение можно обозначить в графической форме, известной как диаграмма состояний. Другое название синхронной последовательной схемы — FSM (конечный автомат).Вот вам вопрос, каковы свойства у FSM ?

конечных автоматов | Блестящая вики по математике и науке

Детерминированные конечные автоматы

Детерминированный конечный автомат (ДКА) описывается набором из пяти элементов: (Q, Σ, δ, q0, F) (Q, \ Sigma, \ delta, q_0, F) (Q, Σ, δ, q0 , F).

QQQ = конечный набор состояний

Σ \ SigmaΣ = конечный непустой входной алфавит

δ \ deltaδ = серия переходных функций

q0q_0q0 = начальное состояние

FFF = набор состояний приема

Должна быть ровно одна функция перехода для каждого входного символа в Σ \ SigmaΣ из каждого состояния.

DFA могут быть представлены схемами такого вида:

Напишите описание DFA, показанного выше. Опишите словами, что он делает.

Покажи ответ

Q = {s1, s2} Q = \ {s_1, s_2 \} Q = {s1, s2}

Σ = {0,1} \ Sigma \ = \ {0,1 \} Σ = {0,1}

В следующей таблице описывается δ \ deltaδ:

текущее состояние	входной символ	новое состояние
s1s_1s1	1	s1s_1s1
s1s_1s1	6 s196 s196 902	s2s_2s2
s2s_2s2	0	s1s_1s1

q0 = s1q_0 = s_1q0 = s1

F = s1F = {s_1} F = s1

Этот DFA распознает все строки, в которых есть четное количество нулей (и любое количество единиц).Это означает, что если вы запустите любую входную строку с четным числом 0, строка завершится в состоянии принятия. Если вы запустите строку с нечетным числом 0, строка завершится на s2s_2s2, что не является состоянием приема.

abacdaac abac ааааак aaaacd

Какая строка не может быть сгенерирована конечным автоматом ниже?

Вот диаграмма DFA, которая описывает несколько простых движений, которые может делать персонаж в видеоигре: стоять, бегать и прыгать.Кнопки, которые игрок может использовать для управления этим конкретным персонажем, — это «Вверх», «А» или игрок не может нажимать кнопку.

Используя приведенную выше диаграмму состояний для персонажа видеоигры, опишите, как игрок может управлять своим персонажем, чтобы он переходил от положения стоя к бегу к прыжку.

Покажи ответ

В стоячем состоянии игрок не может ничего нажимать и оставаться в стоячем состоянии, затем, чтобы перейти в состояние бега, пользователь должен нажать кнопку «Вверх».В состоянии бега пользователь может продолжать заставлять своего персонажа бегать, нажимая кнопку «Вверх», а затем для перехода в состояние перехода пользователь должен нажать «А».

Нарисуйте диаграмму для DFA, который распознает следующий язык: Язык всех строк, заканчивающихся на 1.

Покажи ответ

Недетерминированные конечные автоматы

Подобно DFA, недетерминированный конечный автомат (NDFA или NFA) описывается набором из пяти элементов: (Q, Σ, δ, q0, F) (Q, \ Sigma, \ delta, q_0, F) (Q, Σ, δ, q0, F).

QQQ = конечный набор состояний

Σ \ SigmaΣ = конечный непустой входной алфавит

δ \ deltaδ = серия переходных функций

q0q_0q0 = начальное состояние

FFF = набор состояний приема

В отличие от DFA, для NDFA требуется , а не , чтобы иметь функции перехода для каждого символа в Σ \ SigmaΣ, и для одного и того же символа может быть несколько функций перехода в одном и том же состоянии. Кроме того, NDFA могут использовать нулевые переходы, которые обозначаются символом «\ epsilon».Нулевые переходы позволяют машине переходить из одного состояния в другое без необходимости читать символ.

NDFA принимает строку xxx, если существует путь, совместимый с этой строкой, который заканчивается в состоянии принятия.

NDFA могут быть представлены схемами следующего вида:

источник ^[1]

Опишите язык, который распознается указанным выше NDFA.

Покажи ответ

NDFA распознает строки, оканчивающиеся на «10», и строки, оканчивающиеся на «01».”

Состояние aaa — это начальное состояние, и оттуда мы можем создать строку с любым количеством единиц и нулей в любом порядке, а затем перейти в состояние bbb или состояние eee, или мы можем сразу перейти в состояние bbb или состояние eee. В любом случае NDFA будет принимать только строку, которая достигает состояния ddd или состояния ggg. Чтобы достичь состояния ddd или состояния ggg, строка должна заканчиваться «01» (для состояния ddd) или «10» (для состояния ggg).

Например, все следующие строки распознаются этим NDFA.

• 00000000010
• 10
• 01
• 1111101

Какая строка не может быть сгенерирована конечным автоматом ниже?

Нарисуйте диаграмму для NDFA, которая описывает следующий язык: Язык всех строк, заканчивающихся на 1.

Покажи ответ

Основы теории автоматов

Введение

Теория автоматов — увлекательная теоретическая область информатики. Он заложил свои корни в 20 веке, когда математики начали разрабатывать — как теоретически, так и буквально — машины, которые имитировали определенные черты человека, выполняя вычисления более быстро и надежно.Само слово automaton , тесно связанное со словом «автоматизация», обозначает автоматические процессы, осуществляющие производство определенных процессов. Проще говоря, теория автоматов имеет дело с логикой вычислений относительно простых машин, называемых автоматами . С помощью автоматов компьютерные ученые могут понять, как машины вычисляют функции и решают проблемы, и, что более важно, что означает определение функции как вычислимой или описание вопроса как разрешимой .

Автоматы — это абстрактные модели машин, которые выполняют вычисления над входом, проходя через серию состояний или конфигураций. В каждом состоянии вычислений функция перехода определяет следующую конфигурацию на основе конечной части текущей конфигурации. В результате, как только вычисление достигает принимающей конфигурации, оно принимает этот ввод. Самый общий и мощный автомат — это машина Тьюринга .

Основная цель теории автоматов — разработать методы, с помощью которых компьютерщики могут описывать и анализировать динамическое поведение дискретных систем, в которых периодически производятся выборки сигналов.Поведение этих дискретных систем определяется тем, как система построена из запоминающих и комбинационных элементов. Характеристики таких машин включают:

• Входные данные: предполагается, что это последовательности символов, выбранные из конечного набора I входных сигналов. А именно, набор I — это набор {x ₁ , x, ₂ , x ₃ … x _k }, где k — количество входов.
• Выходы: последовательностей символов, выбранных из конечного набора Z.А именно, набор Z — это набор {y ₁ , y ₂ , y ₃ … y _m }, где m — количество выходов.
• Состояния: конечное множество Q , определение которого зависит от типа автомата.

Существует четырех основных семейств автоматов :

• Конечный автомат
• Выталкивающие автоматы
• Линейно-ограниченные автоматы
• Машина Тьюринга

Приведенные выше семейства автоматов можно интерпретировать в иерархической форме, где конечный автомат является простейшим автоматом, а машина Тьюринга — наиболее сложным.Основное внимание в этом проекте уделяется конечному автомату и машине Тьюринга. Машина Тьюринга — это машина с конечным числом состояний, но обратное неверно.

[вверху]

Конечные автоматы

Увлекательная история того, как конечные автоматы стали отраслью информатики, иллюстрирует широкий спектр их приложений. Первыми, кто рассмотрел концепцию конечного автомата, была группа биологов, психологов, математиков, инженеров и некоторых из первых ученых-информатиков.Все они были объединены общим интересом: моделировать мыслительный процесс человека, будь то мозг или компьютер. Уоррен МакКаллох и Уолтер Питтс, два нейрофизиолога, были первыми, кто представил описание конечных автоматов в 1943 году. Их статья, озаглавленная «Логическое исчисление, имманентное нервной деятельности», внесла значительный вклад в изучение теории нейронных сетей, теории автоматы, теория вычислений и кибернетика. Позже двое ученых-информатиков Г. Мили и Э.Ф. Мур обобщили теорию на гораздо более мощные машины в отдельных статьях, опубликованных в 1955-56 гг.Конечные автоматы, машина Мили и машина Мура, названы в честь их работы. В то время как машина Мили определяет свои выходные данные через текущее состояние и входные данные, выходные данные машины Мура основываются только на текущем состоянии.

Уоррен Маккалок и Уолтер Питтс (источник)

Автомат, в котором множество состояний Q содержит только конечных элементов, называется конечным автоматом (FSM) .Конечные автоматы — это абстрактные машины, состоящие из набора состояний (набор Q), набора входных событий (набор I), набора выходных событий (набор Z) и функции перехода между состояниями. Функция перехода между состояниями принимает текущее состояние и входное событие и возвращает новый набор выходных событий и следующее состояние. Следовательно, его можно рассматривать как функцию, которая отображает упорядоченную последовательность входных событий в соответствующую последовательность или набор выходных событий.

Функция перехода между состояниями: I → Z

Конечные машины — идеальные модели вычислений для небольшого объема памяти и не поддерживают память.Эта математическая модель машины может достигать только конечного числа состояний и переходов между этими состояниями. Его основное применение — математический анализ проблем. Конечные машины также используются для других целей, помимо общих вычислений, например, для распознавания обычных языков.

Чтобы полностью понять концептуально конечный автомат, рассмотрим аналогию с лифтом:

Лифт — это механизм, который не запоминает все предыдущие запросы на обслуживание, кроме текущего этажа, направления движения (вверх или вниз) и сбора еще неудовлетворенных запросов на обслуживание.Следовательно, в любой данный момент времени работающий лифт будет определяться следующими математическими терминами:

• Состояния: конечный набор состояний для отражения прошлой истории запросов клиентов.
• Входы: конечный набор входов, зависящий от количества этажей, на которые может подняться лифт. Мы можем использовать набор I, размер которого равен количеству этажей в здании.
• Выходы: конечный набор выходных данных, в зависимости от необходимости подъема или опускания лифта в соответствии с потребностями клиентов.

Конечный автомат формально определяется как набор из 5 (Q, I, Z, ∂, W), такой что:

• Q = конечный набор состояний
• I = конечный набор входных символов
• Z = конечный набор выходных символов
• ∂ = отображение I x Q в Q, называемое функцией перехода состояний, то есть I x Q → Q
• W = отображение W I x Q на Z, называемое функцией вывода
• A = набор состояний принятия, где F — подмножество Q

Исходя из математической интерпретации выше, можно сказать, что конечный автомат содержит конечное число состояний.Каждое состояние принимает конечное количество входов, и каждое состояние имеет правила, которые описывают действие машины для любого входа, представленного в функции отображения перехода состояний. В то же время ввод может вызвать изменение состояния машины. Для каждого входного символа есть ровно один переход из каждого состояния. Кроме того, любой 5-кортежный набор, который принимается недетерминированными конечными автоматами, также принимается детерминированными конечными автоматами.

При рассмотрении конечных автоматов важно иметь в виду, что механический процесс внутри автоматов, который приводит к вычислению выходных данных и изменению состояний, не акцентируется и не углубляется в детали; вместо этого он считается «черным ящиком», как показано ниже:

Имея конечный постоянный объем памяти, внутренние состояния конечного автомата не несут никакой дополнительной структуры.Их легко представить с помощью диаграмм состояний, как показано ниже:

Диаграмма состояний иллюстрирует работу автомата. Состояния представлены узлами графов, переходами стрелками или ветвями , а соответствующие входы и выходы обозначены символами. Стрелка, входящая слева в q ₀ , показывает, что q ₀ — это начальное состояние машины. Движения, не связанные с изменением состояний, обозначены стрелками по сторонам отдельных узлов.Эти стрелки известны как петли .

Существует нескольких типов конечных автоматов , которые можно разделить на три основные категории:

• акцепторы : либо принимать ввод, либо не
• распознаватели : либо распознают ввод, либо не
• преобразователи : генерировать выходной сигнал из заданного входа

Приложения конечных автоматов можно найти в самых разных областях.Они могут работать с языками с конечным числом слов (стандартный случай), бесконечным числом слов (автоматами Рабина, автоматами Бирша), различными типами деревьев и в аппаратных схемах, где вход, состояние и выход являются битовыми. векторы фиксированного размера.

[вверху]

Конечное состояние против машин Тьюринга

Простейший автомат, используемый для вычислений, — это конечный автомат. Он может вычислять только очень примитивные функции; следовательно, это не адекватная модель вычислений.Кроме того, неспособность конечного автомата обобщать вычисления снижает его мощность.

Ниже приведен пример, иллюстрирующий разницу между конечным автоматом и машиной Тьюринга:

Представьте себе современный процессор. Каждый бит в машине может находиться только в двух состояниях (0 или 1). Следовательно, существует конечное число возможных состояний. Кроме того, при рассмотрении частей компьютера, с которыми взаимодействует ЦП, существует ограниченное количество возможных входов от компьютерной мыши, клавиатуры, жесткого диска, различных слотовых карт и т. Д.В результате можно сделать вывод, что ЦП можно смоделировать как конечный автомат.

Теперь рассмотрим компьютер. Хотя каждый бит в машине может находиться только в двух разных состояниях (0 или 1), внутри компьютера в целом существует бесконечное количество взаимодействий. Становится чрезвычайно трудно моделировать работу компьютера в рамках ограничений конечного автомата. Однако более высокоуровневые, бесконечные и более мощные автоматы были бы способны выполнить эту задачу.

Всемирно известный ученый-компьютерщик Алан Тьюринг разработал первую «бесконечную» (или неограниченную) модель вычислений: машину Тьюринга в 1936 году для решения Entscheindungsproblem . Машину Тьюринга можно рассматривать как конечный автомат или блок управления, снабженный бесконечным хранилищем (памятью). Его «память» состоит из бесконечного числа одномерных массивов ячеек. Машина Тьюринга — это, по сути, абстрактная модель современного компьютерного исполнения и хранения, разработанная для того, чтобы дать точное математическое определение алгоритма или механической процедуры.

В то время как автомат называется конечным , если его модель состоит из конечного числа состояний и функций с конечными строками ввода и вывода, бесконечные автоматы имеют «аксессуар» — либо стек, либо ленту, которую можно перемещать вправо. или уехал, и может соответствовать тем же требованиям, что и машина.

Машина Тьюринга формально определяется множеством [Q, Σ, Γ, δ, q ₀ , B, F], где

• Q = конечный набор состояний, из которых одно состояние q ₀ является начальным состоянием
• Σ = подмножество Γ, не включая B, это набор из входных символов
• Γ = конечный набор допустимых обозначений ленты
• δ = функция следующего перемещения , функция отображения из Q x Γ в Q x Γ x {L, R}, где L и R обозначают направления влево и вправо соответственно
• q ₀ = в наборе Q как начало состояние
• B = символ Γ, как пробел
• F ⊆ Q набор из конечных состояний

Таким образом, основное различие между машиной Тьюринга и двусторонними конечными автоматами (FSM) заключается в том, что машина Тьюринга способна изменять символы на своей ленте и моделировать выполнение и хранение на компьютере.По этой причине можно сказать, что машина Тьюринга способна моделировать все вычисления, которые сегодня можно вычислить с помощью современных компьютеров.

[вверху]

В чем разница между аналоговыми и дискретными сигналами?

Разница между аналоговыми и дискретными сигналами подобна разнице между переключателем света и переключателем света с диммером.

В этой статье мы ответим на основной вопрос, касающийся электрической связи: в чем разница между аналоговыми и дискретными сигналами?

Valve Automation on the Rise

Для все большего числа производителей автоматизация клапанов оказывается выгодным вложением средств.Kimray предлагает несколько продуктов, которые работают с помощью электроэнергии, и знания, чтобы заставить их работать.

Типы связи

В современной нефтегазовой отрасли существует два основных типа электронной связи: дискретная и аналоговая.

Понимание того, как они взаимодействуют с PLC (программируемым логическим контроллером), RTU (Remote Terminal Unit) и другой электроникой, поможет вам выбрать правильное оборудование для вашего приложения.

Дискретные сигналы

Дискретные сигналы либо включены, либо выключены, как выключатель света.

Приложения и процессы, которые вы хотите автоматизировать, будут определять типы дискретных устройств, которые вы выбираете.

Существует множество устройств, используемых для отправки и приема дискретных сигналов включения / выключения. К ним относятся:

Аналоговые сигналы

Аналоговые сигналы — это сигналы, которые могут изменяться или изменяться, как выключатель света с диммером. Диммер будет изменять сопротивление в линии, заставляя свет тускнеть или становиться ярче по вашему выбору.

Уровень жидкости, температура, положение, давление и расход — это лишь некоторые из измерений, которые аналоговые устройства могут предоставить системе управления.

Как что-то физическое, например давление, становится аналоговым сигналом?

Устройства мониторинга, такие как преобразователи, используются для преобразования физических свойств в электрический сигнал. Некоторые преобразователи используют физические свойства для управления сопротивлением в электрической цепи. Вот два примера:

• RTD — RTD (датчик температуры сопротивления) будет изменять свое значение сопротивления в зависимости от температуры. С увеличением температуры увеличивается и сопротивление в цепи, изменяя подаваемое напряжение или ток.
• Датчик давления — То же самое верно и для датчиков давления, в которых используются тензодатчики. По мере увеличения давления на тензодатчике сопротивление в цепи увеличивается, а уровень напряжения или тока изменяется.

Выходные сигналы, которые выдают преобразователи, могут быть основаны на напряжении или токе. Наиболее популярные сигналы преобразователей в нефтегазовой отрасли — это 4-20 мА (миллиампер) и 0-10 В постоянного тока (постоянный ток вольт).

Аналоговые устройства используются в таких приложениях, как управление давлением, управление потоком и других приложениях, где изменяющийся сигнал используется для дросселирования или управления положением устройства.