Expliquer le fonctionnement du schéma de circuit de commande d'un moteur à induction. Schémas typiques des systèmes de commande de moteurs électriques en boucle ouverte. Les principaux éléments du circuit et leur finalité

Pour contrôler les équipements électriques de puissance dans les circuits électriques, divers dispositifs de télécommande, de protection, de télémécanique et d'automatisation sont utilisés, affectant les dispositifs de commutation pour l'allumer et l'éteindre ou le réguler.

La figure 5.4 montre un diagramme schématique de la commande d'un moteur électrique asynchrone avec un rotor à cage d'écureuil. Ce schéma est largement utilisé dans la pratique lors du contrôle des entraînements de pompes, de ventilateurs et bien d'autres.

Avant de commencer les travaux, activez le disjoncteur QF. Lorsque vous appuyez sur le bouton SB2, le démarreur KM est activé et le moteur M démarre. Pour arrêter le moteur, vous devez appuyer sur le bouton SB1, qui éteint le démarreur KM et le moteur M.

Figure 5.4. Schéma de raccordement d'un moteur électrique asynchrone à rotor à cage d'écureuil

Lorsque le moteur électrique M est surchargé, le relais électrothermique KK est activé, ouvrant les contacts KK:1 dans le circuit de la bobine KM. Le démarreur KM est coupé, le moteur M s'arrête.

Dans le cas général, les circuits de commande peuvent freiner l'entraînement électrique, l'inverser, modifier la vitesse de rotation, etc. Chaque cas spécifique utilise son propre schéma de contrôle.

Les connexions de verrouillage sont largement utilisées dans les systèmes de commande d'entraînement électrique. Le verrouillage assure la fixation d'un certain état ou position des parties actives de l'appareil ou des éléments du circuit. Le blocage garantit un fonctionnement fiable de l'entraînement, la sécurité de la maintenance, la séquence nécessaire d'activation ou de désactivation des mécanismes individuels, ainsi que la limitation du mouvement des mécanismes ou des organes exécutifs dans la zone de travail.

Il existe des verrouillages mécaniques et électriques.

Un exemple du blocage électrique le plus simple, utilisé dans presque tous les schémas de contrôle, est le blocage du bouton « Démarrer » SB2 (Fig. 5.4.) avec le contact KM2. Le blocage avec ce contact permet de relâcher le bouton SB2 après le démarrage du moteur sans interrompre le circuit d'alimentation de la bobine magnétique du démarreur KM, qui passe par le contact de blocage KM2.

Dans les circuits d'inversion des moteurs électriques (tout en assurant le mouvement des mécanismes d'avant en arrière, de haut en bas, etc.), ainsi que lors du freinage, des démarreurs magnétiques réversibles sont utilisés. Un démarreur magnétique réversible se compose de deux démarreurs non réversibles. Lors du fonctionnement d'un démarreur inverseur, il est nécessaire d'exclure la possibilité de les allumer en même temps. À cette fin, les circuits fournissent des verrouillages électriques et mécaniques (Fig. 5.5). Si l'inversion du moteur est effectuée par deux démarreurs magnétiques irréversibles, alors le rôle de blocage électrique est joué par les contacts KM1:3 et KM2:3, et le blocage mécanique est assuré par les boutons SB2 et SB3, dont chacun est constitué de deux contacts reliés mécaniquement. . Dans ce cas, l'un des contacts est un contact à fermeture, l'autre est un contact à ouverture (verrouillage mécanique).

Le schéma fonctionne comme suit. Supposons que lorsque le démarreur KM1 est allumé, le moteur M tourne dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse lorsque le KM2 est allumé. Lorsque vous appuyez sur le bouton SB3, le contact d'ouverture du bouton coupe d'abord le circuit d'alimentation du démarreur KM2, et ensuite seulement le contact de fermeture SB3 ferme le circuit de la bobine KM1.

Figure 5.5. Verrouillages mécaniques et électriques lors de l'inversion du variateur

Le démarreur KM1 s'allume et le moteur M démarre dans le sens des aiguilles d'une montre. Le contact KM1:3 s'ouvre, assurant le blocage électrique, c'est-à-dire. Pendant que KM1 est allumé, le circuit d'alimentation du démarreur KM2 est ouvert et il ne peut pas être allumé. Pour inverser le moteur, il faut l'arrêter avec le bouton SB1, puis, en appuyant sur le bouton SB2, le démarrer dans le sens inverse. Lorsque vous appuyez sur SB2, le contact de coupure SB2 coupe d'abord le circuit d'alimentation de la bobine KM1 puis ferme le circuit d'alimentation de la bobine KM2 (verrouillage mécanique). Le démarreur KM2 s'allume et inverse le moteur M. Le contact KM2:3, une fois ouvert, bloque électriquement le démarreur KM1.

Le plus souvent, l'inversion du moteur est réalisée avec un seul démarreur magnétique inverseur. Un tel démarreur est constitué de deux démarreurs simples dont les pièces mobiles sont reliées mécaniquement entre elles à l'aide d'un dispositif en forme de culbuteur. Un tel dispositif est appelé verrouillage mécanique, qui ne permet pas au contact de puissance d'un démarreur KM1 de fermer simultanément les contacts de puissance d'un autre démarreur KM2 (Fig. 5.6).

Riz. 5.6. Blocage mécanique par « culbuteur » des parties mobiles de deux démarreurs d'un même démarreur magnétique réversible

Le circuit électrique de commande de marche arrière du moteur à l'aide de deux démarreurs simples d'un seul démarreur magnétique inverseur est le même que le circuit électrique de commande de marche arrière du moteur à l'aide de deux démarreurs magnétiques non réversibles (Fig. 5.5), utilisant les mêmes verrouillages électriques et mécaniques dans le circuit électrique.

Lors de l'automatisation des entraînements électriques des lignes de production, des convoyeurs, etc. Un verrouillage électrique est utilisé, qui assure le démarrage des moteurs électriques de ligne dans un certain ordre (Fig. 5.7). Avec ce schéma, par exemple, l'allumage du deuxième moteur M2 (Fig. 5.7) n'est possible qu'après avoir allumé le premier moteur M1, l'allumage du moteur M3 est possible après l'allumage de M2. Cette séquence de démarrage est assurée par le blocage des contacts KM1:3 et KM2:3.

Figure 5.7. Schéma du circuit séquentiel du moteur

Exemple 5.1. En utilisant le circuit électrique (Fig. 5.4) pour contrôler un moteur électrique asynchrone avec un rotor à cage d'écureuil, il est nécessaire d'inclure dans ce circuit des contacts supplémentaires qui assurent l'arrêt automatique du moteur électrique du mécanisme de travail en un ou deux points spécifiés .

Solution. L'exigence de la tâche consistant à garantir que le moteur électrique s'arrête à un point donné peut être remplie par le fin de course SQ1 avec un contact normalement fermé installé en série avec le contact de bloc KM2, qui contourne le bouton SB2. Pour arrêter le moteur électrique du mécanisme de travail, un contact du deuxième fin de course SQ2 est placé en série avec le contact du fin de course SQ1 en deux points spécifiés. En figue. La figure 5.8 montre les schémas électriques pour arrêter le moteur électrique en un et deux points spécifiés. Après le démarrage du moteur, le mécanisme commence à bouger et lorsqu'il atteint le point d'arrêt, il appuie sur le fin de course, par exemple SQ1, et le moteur électrique s'arrête. Après avoir terminé l'opération technologique requise, appuyer à nouveau sur le bouton SB2 et le mécanisme continue de se déplacer jusqu'au fin de course suivant SQ2, où se termine l'opération technologique.

Riz. 5.8 Par exemple 5.1

Exemple 5.2. Des éléments de signalisation lumineuse doivent être introduits dans le circuit électrique (Fig. 5.5) pour contrôler l'inversion d'un moteur asynchrone à cage d'écureuil à l'aide de connexions de verrouillage pour contrôler le sens de rotation du moteur.

Solution. Le circuit de signalisation lumineuse pour surveiller le sens de rotation du moteur en marche arrière, combiné avec le circuit de commande de marche arrière du moteur, est illustré à la Fig. 5.9. Lorsque le moteur tourne, par exemple vers la droite, la lampe HL1, allumée par le contact KM1.4 du démarreur magnétique KM1, s'allume, tandis que la lampe HL2 s'éteint, car le démarreur magnétique KM2 n'est pas allumé. Lorsque le moteur tourne vers la gauche, la lampe HL2, allumée par le contact KM2.4 du démarreur magnétique KM2, s'allume. Ainsi, le voyant HL1 signale que le moteur tourne vers la droite, et le voyant HL2 indique que le moteur tourne vers la gauche. Grâce aux connexions imbriquées, la signalisation lumineuse permet de contrôler le sens de rotation du moteur en marche arrière.

Riz. 5.9 Par exemple 5.2

Questions de contrôle

1. Comment les circuits électriques sont-ils divisés en types et types ?

2. Quelles sont les règles de base pour la construction de circuits électriques ?

3. Donnez des exemples de désignations de lettres pour les éléments électriques.

4. Donnez des exemples de désignations graphiques d'éléments électriques.

5. Dessinez les schémas de commutation du moteur illustrés à la Fig. 5.1, 5.2 et 5.4.

6. Expliquez le fonctionnement des circuits de la Fig. 5.5 et 5.7.

Pour contrôler les équipements électriques de puissance dans les circuits électriques, divers dispositifs de télécommande, de protection, de télémécanique et d'automatisation sont utilisés, affectant les dispositifs de commutation pour l'allumer et l'éteindre ou le réguler.

La figure 5.4 montre un diagramme schématique de la commande d'un moteur électrique asynchrone avec un rotor à cage d'écureuil. Ce schéma est largement utilisé dans la pratique lors du contrôle des entraînements de pompes, de ventilateurs et bien d'autres.

Avant de commencer les travaux, activez le disjoncteur QF. Lorsque vous appuyez sur le bouton SB2, le démarreur KM est activé et le moteur M démarre. Pour arrêter le moteur, vous devez appuyer sur le bouton SB1, qui éteint le démarreur KM et le moteur M.

Figure 5.4. Schéma de raccordement d'un moteur électrique asynchrone à rotor à cage d'écureuil

Lorsque le moteur électrique M est surchargé, le relais électrothermique KK est activé, ouvrant les contacts KK:1 dans le circuit de la bobine KM. Le démarreur KM est coupé, le moteur M s'arrête.

Dans le cas général, les circuits de commande peuvent freiner l'entraînement électrique, l'inverser, modifier la vitesse de rotation, etc. Chaque cas spécifique utilise son propre schéma de contrôle.

Les connexions de verrouillage sont largement utilisées dans les systèmes de commande d'entraînement électrique. Le verrouillage assure la fixation d'un certain état ou position des parties actives de l'appareil ou des éléments du circuit. Le blocage garantit un fonctionnement fiable de l'entraînement, la sécurité de la maintenance, la séquence nécessaire d'activation ou de désactivation des mécanismes individuels, ainsi que la limitation du mouvement des mécanismes ou des organes exécutifs dans la zone de travail.

Il existe des verrouillages mécaniques et électriques.

Un exemple du blocage électrique le plus simple, utilisé dans presque tous les schémas de contrôle, est le blocage du bouton « Démarrer » SB2 (Fig. 5.4.) avec le contact KM2. Le blocage avec ce contact permet de relâcher le bouton SB2 après le démarrage du moteur sans interrompre le circuit d'alimentation de la bobine magnétique du démarreur KM, qui passe par le contact de blocage KM2.

Dans les circuits d'inversion des moteurs électriques (tout en assurant le mouvement des mécanismes d'avant en arrière, de haut en bas, etc.), ainsi que lors du freinage, des démarreurs magnétiques réversibles sont utilisés. Un démarreur magnétique réversible se compose de deux démarreurs non réversibles. Lors du fonctionnement d'un démarreur inverseur, il est nécessaire d'exclure la possibilité de les allumer en même temps. À cette fin, les circuits fournissent des verrouillages électriques et mécaniques (Fig. 5.5). Si l'inversion du moteur est effectuée par deux démarreurs magnétiques irréversibles, alors le rôle de blocage électrique est joué par les contacts KM1:3 et KM2:3, et le blocage mécanique est assuré par les boutons SB2 et SB3, dont chacun est constitué de deux contacts reliés mécaniquement. . Dans ce cas, l'un des contacts est un contact à fermeture, l'autre est un contact à ouverture (verrouillage mécanique).

Le schéma fonctionne comme suit. Supposons que lorsque le démarreur KM1 est allumé, le moteur M tourne dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse lorsque le KM2 est allumé. Lorsque vous appuyez sur le bouton SB3, le contact d'ouverture du bouton coupe d'abord le circuit d'alimentation du démarreur KM2, et ensuite seulement le contact de fermeture SB3 ferme le circuit de la bobine KM1.

Figure 5.5. Verrouillages mécaniques et électriques lors de l'inversion du variateur

Le démarreur KM1 s'allume et le moteur M démarre dans le sens des aiguilles d'une montre. Le contact KM1:3 s'ouvre, assurant le blocage électrique, c'est-à-dire. Pendant que KM1 est allumé, le circuit d'alimentation du démarreur KM2 est ouvert et il ne peut pas être allumé. Pour inverser le moteur, il faut l'arrêter avec le bouton SB1, puis, en appuyant sur le bouton SB2, le démarrer dans le sens inverse. Lorsque vous appuyez sur SB2, le contact de coupure SB2 coupe d'abord le circuit d'alimentation de la bobine KM1 puis ferme le circuit d'alimentation de la bobine KM2 (verrouillage mécanique). Le démarreur KM2 s'allume et inverse le moteur M. Le contact KM2:3, une fois ouvert, bloque électriquement le démarreur KM1.

Le plus souvent, l'inversion du moteur est réalisée avec un seul démarreur magnétique inverseur. Un tel démarreur est constitué de deux démarreurs simples dont les pièces mobiles sont reliées mécaniquement entre elles à l'aide d'un dispositif en forme de culbuteur. Un tel dispositif est appelé verrouillage mécanique, qui ne permet pas au contact de puissance d'un démarreur KM1 de fermer simultanément les contacts de puissance d'un autre démarreur KM2 (Fig. 5.6).

Riz. 5.6. Blocage mécanique par « culbuteur » des parties mobiles de deux démarreurs d'un même démarreur magnétique réversible

Le circuit électrique de commande de marche arrière du moteur à l'aide de deux démarreurs simples d'un seul démarreur magnétique inverseur est le même que le circuit électrique de commande de marche arrière du moteur à l'aide de deux démarreurs magnétiques non réversibles (Fig. 5.5), utilisant les mêmes verrouillages électriques et mécaniques dans le circuit électrique.

Lors de l'automatisation des entraînements électriques des lignes de production, des convoyeurs, etc. Un verrouillage électrique est utilisé, qui assure le démarrage des moteurs électriques de ligne dans un certain ordre (Fig. 5.7). Avec ce schéma, par exemple, l'allumage du deuxième moteur M2 (Fig. 5.7) n'est possible qu'après avoir allumé le premier moteur M1, l'allumage du moteur M3 est possible après l'allumage de M2. Cette séquence de démarrage est assurée par le blocage des contacts KM1:3 et KM2:3.

Figure 5.7. Schéma du circuit séquentiel du moteur

Exemple 5.1. En utilisant le circuit électrique (Fig. 5.4) pour contrôler un moteur électrique asynchrone avec un rotor à cage d'écureuil, il est nécessaire d'inclure dans ce circuit des contacts supplémentaires qui assurent l'arrêt automatique du moteur électrique du mécanisme de travail en un ou deux points spécifiés .

Solution. L'exigence de la tâche consistant à garantir que le moteur électrique s'arrête à un point donné peut être remplie par le fin de course SQ1 avec un contact normalement fermé installé en série avec le contact de bloc KM2, qui contourne le bouton SB2. Pour arrêter le moteur électrique du mécanisme de travail, un contact du deuxième fin de course SQ2 est placé en série avec le contact du fin de course SQ1 en deux points spécifiés. En figue. La figure 5.8 montre les schémas électriques pour arrêter le moteur électrique en un et deux points spécifiés. Après le démarrage du moteur, le mécanisme commence à bouger et lorsqu'il atteint le point d'arrêt, il appuie sur le fin de course, par exemple SQ1, et le moteur électrique s'arrête. Après avoir terminé l'opération technologique requise, appuyer à nouveau sur le bouton SB2 et le mécanisme continue de se déplacer jusqu'au fin de course suivant SQ2, où se termine l'opération technologique.

Riz. 5.8 Par exemple 5.1

Exemple 5.2. Des éléments de signalisation lumineuse doivent être introduits dans le circuit électrique (Fig. 5.5) pour contrôler l'inversion d'un moteur asynchrone à cage d'écureuil à l'aide de connexions de verrouillage pour contrôler le sens de rotation du moteur.

Solution. Le circuit de signalisation lumineuse pour surveiller le sens de rotation du moteur en marche arrière, combiné avec le circuit de commande de marche arrière du moteur, est illustré à la Fig. 5.9. Lorsque le moteur tourne, par exemple vers la droite, la lampe HL1, allumée par le contact KM1.4 du démarreur magnétique KM1, s'allume, tandis que la lampe HL2 s'éteint, car le démarreur magnétique KM2 n'est pas allumé. Lorsque le moteur tourne vers la gauche, la lampe HL2, allumée par le contact KM2.4 du démarreur magnétique KM2, s'allume. Ainsi, le voyant HL1 signale que le moteur tourne vers la droite, et le voyant HL2 indique que le moteur tourne vers la gauche. Grâce aux connexions imbriquées, la signalisation lumineuse permet de contrôler le sens de rotation du moteur en marche arrière.

Riz. 5.9 Par exemple 5.2

Pour fournir un contrôle efficace de la mémoire, le système d'exploitation doit exécuter les fonctions suivantes :

• afficher espace d'adressage traiter des zones spécifiques de la mémoire physique ;
• répartition de la mémoire entre processus concurrents ;
• contrôle d'accès à espaces d'adressage processus ;
• déchargement des processus (en tout ou en partie) dans la mémoire externe lorsque mémoire vive pas assez d'espace;
• comptabilité de la mémoire libre et utilisée.

Les sections suivantes de la conférence traitent d'un certain nombre de schémas spécifiques de gestion de la mémoire. Chaque schéma comprend une idéologie de contrôle spécifique, ainsi que des algorithmes et des structures de données, et dépend des caractéristiques architecturales du système utilisé. Dans un premier temps, les schémas les plus simples seront considérés. La conception de mémoire virtuelle dominante aujourd'hui sera décrite dans des conférences ultérieures.

Les schémas de gestion de mémoire les plus simples

Les premiers systèmes d'exploitation utilisaient des techniques de gestion de mémoire très simples. Au début, chaque processus utilisateur devait s'insérer entièrement dans la mémoire principale, occupant une zone de mémoire contiguë, et le système accepterait des processus utilisateur supplémentaires jusqu'à ce qu'ils rentrent tous dans la mémoire principale en même temps. Puis un « simple échange » est apparu (le système place toujours chaque processus entièrement dans la mémoire principale, mais parfois, sur la base d'un critère, réinitialise complètement l'image d'un processus de la mémoire principale vers la mémoire externe et la remplace dans la mémoire principale par l'image d'un autre processus). Les projets de ce type n’ont pas seulement une valeur historique. Actuellement, ils sont utilisés dans les systèmes d’exploitation de modèles éducatifs et de recherche, ainsi que dans les systèmes d’exploitation pour ordinateurs embarqués.

Schéma de partition fixe

Le moyen le plus simple de contrôler RAM est sa division préliminaire (généralement au stade de la génération ou au moment du démarrage du système) en plusieurs sections de taille fixe. Les processus entrants sont placés dans l'une ou l'autre partition. Dans ce cas, une division conditionnelle du physique espace d'adressage. La liaison des adresses logiques et physiques d'un processus se fait au stade de son chargement dans une section spécifique, parfois au stade de la compilation.

Chaque partition peut avoir sa propre file d'attente de processus, ou il peut y avoir une file d'attente globale pour toutes les partitions (voir Fig. 8.4).

Ce schéma a été implémenté dans IBM OS/360 (MFT), DEC RSX-11 et un certain nombre d'autres systèmes.

Le sous-système de gestion de la mémoire estime la taille du processus entrant, sélectionne une partition appropriée, charge le processus dans cette partition et configure les adresses.

Riz. 8.4.

L'inconvénient évident de ce schéma est que le nombre de processus exécutés simultanément est limité par le nombre de partitions.

Un autre inconvénient majeur est que le système proposé souffre grandement de fragmentation interne– perte d'une partie de la mémoire allouée au processus, mais non utilisée par celui-ci. La fragmentation se produit parce qu'un processus n'occupe pas complètement la partition qui lui est allouée ou parce que certaines partitions sont trop petites pour que les programmes utilisateur puissent s'exécuter.

Un processus en mémoire

Un cas particulier d'un circuit avec sections fixes– le travail du gestionnaire de mémoire d’un OS monotâche. Il y a un processus utilisateur en mémoire. Reste à déterminer où se situe le programme utilisateur par rapport au système d'exploitation - dans la partie supérieure de la mémoire, en bas ou au milieu. De plus, une partie du système d'exploitation peut se trouver dans la ROM (par exemple, le BIOS, les pilotes de périphériques). Le principal facteur influençant cette décision est l'emplacement du vecteur d'interruption, qui est généralement situé en bas de la mémoire, de sorte que le système d'exploitation est également situé en bas. Un exemple d'une telle organisation est le système d'exploitation MS-DOS.

protection espace d'adressage Le système d'exploitation du programme utilisateur peut être organisé à l'aide d'un seul registre de limite contenant l'adresse de la limite du système d'exploitation.

Structure de superposition

Puisque la taille du logique espace d'adressage Le processus peut être plus grand que la taille de la partition qui lui est allouée (ou plus grand que la taille de la plus grande partition), parfois en utilisant une technique appelée organisation par superposition ou structure superposée. L'idée principale est de garder en mémoire uniquement les instructions de programme qui sont actuellement nécessaires.

La nécessité de cette méthode de chargement apparaît si la logique espace d'adressage le système est petit, par exemple 1 Mo (MS-DOS) ou même seulement 64 Ko (PDP-11), et le programme est relativement volumineux. Sur les systèmes 32 bits modernes où le virtuel espace d'adressage mesurés en gigaoctets, les problèmes de mémoire insuffisante sont résolus par d'autres manières (voir la section « Mémoire virtuelle »).

Codes succursales structure de superposition les programmes résident sur le disque sous forme d'images de mémoire absolue et sont lus par le pilote de superposition si nécessaire. Pour descriptif structure de superposition Habituellement, un langage simple spécial est utilisé (langage de description superposé). L'ensemble des fichiers du programme exécutable est complété par un fichier (généralement avec l'extension .odl) qui décrit l'arborescence des appels au sein du programme. Pour l'exemple montré sur la Fig. 8.5, le texte de ce fichier pourrait ressembler à ceci :

La syntaxe d'un tel fichier peut être reconnue par le chargeur. Lié à mémoire physique se produit au moment du prochain chargement d'une des branches du programme.

Les superpositions peuvent être entièrement implémentées au niveau de l'utilisateur sur des systèmes dotés d'une structure de fichiers simple. Dans ce cas, le système d’exploitation n’effectue qu’un peu plus d’opérations d’E/S. Une solution typique consiste pour l'éditeur de liens à générer des commandes spéciales qui activent le chargeur chaque fois qu'un appel à l'une des branches qui se chevauchent du programme est requis.

Conception soignée structure de superposition prend beaucoup de temps et nécessite une connaissance de la structure du programme, de son code, de ses données et de son langage de description structure de superposition. Pour cette raison, l'utilisation de superpositions est limitée aux ordinateurs dotés de petites capacités logiques. espace d'adressage. Comme nous le verrons plus tard, le problème des segments de superposition contrôlés par le programmeur n'est plus un problème avec l'avènement des systèmes de mémoire virtuelle.

A noter que la possibilité d'organiser des structures avec des chevauchements est en grande partie due à la propriété de localité, qui permet de stocker en mémoire uniquement les informations nécessaires à un moment précis du calcul.

Distribution dynamique. Échange

Faire face à systèmes de paquets, tu peux t'en sortir sections fixes et n'utilisez rien de plus compliqué. Dans les systèmes à temps partagé, il est possible que la mémoire ne puisse pas contenir tous les processus utilisateur. Nous devons recourir à l'échange - en déplaçant entièrement les processus de la mémoire principale vers le disque et inversement. Le déchargement partiel des processus sur le disque est effectué dans les systèmes avec pagination et sera discuté ci-dessous.

Le processus vidé peut être renvoyé au même espace d'adressage ou à un autre. Cette limitation est dictée par la méthode de liaison. Pour un schéma de liaison d'exécution, vous pouvez charger le processus vers un autre emplacement mémoire.

L'échange n'est pas directement lié à la gestion de la mémoire, mais est plutôt associé au sous-système de planification des processus. Évidemment, l'échange augmente le temps de changement de contexte. Le temps de déchargement peut être réduit en organisant un espace disque spécialement alloué (partition d'échange). L'échange avec le disque s'effectue en blocs plus gros, c'est-à-dire plus rapidement que via un système de fichiers standard. Dans de nombreuses versions d'Unix, l'échange n'entre en jeu que lorsqu'il est nécessaire de réduire la charge du système.

Schéma de partition variable

En principe, un système de swap peut être basé sur cloisons fixes. Plus efficace, cependant, semble être un schéma d'allocation dynamique ou un schéma avec partitions variables, qui peuvent également être utilisés dans les cas où tous les processus tiennent entièrement en mémoire, c'est-à-dire en l'absence d'échange. Dans ce cas, initialement toute la mémoire est libre et n'est pas partitionnée au préalable. Une tâche nouvellement arrivée se voit attribuer la quantité de mémoire strictement requise, pas plus. Une fois le processus déchargé, la mémoire est temporairement libérée. Au bout d'un certain temps, la mémoire se compose d'un nombre variable de sections de différentes tailles (Figure 8.6). Les terrains vacants adjacents peuvent être regroupés.

La simulation a montré que la part de mémoire utile dans les deux premiers cas est plus importante, tandis que la première méthode est légèrement plus rapide. Au passage, notons que les stratégies répertoriées sont largement utilisées par d'autres composants du système d'exploitation, par exemple pour placer des fichiers sur le disque.

Un cycle de travail typique d'un gestionnaire de mémoire consiste à analyser une demande d'allocation d'une zone libre (partition), à la sélectionner parmi celles disponibles selon l'une des stratégies (première adaptée, la plus adaptée et la moins adaptée), à ​​charger le processus dans le partition sélectionnée et modifications ultérieures des régions des tables libres et occupées. Des ajustements similaires sont nécessaires une fois le processus terminé. Lier des adresses peut être effectué aux étapes de chargement et d’exécution.

Cette méthode est plus flexible que la méthode cloisons fixes, cependant, il est inhérent fragmentation externe– la présence d'un grand nombre de zones de mémoire inutilisées qui ne sont allouées à aucun processus. Choix stratégies de placement Le processus entre le premier ajustement et le meilleur ajustement a peu d’effet sur le degré de fragmentation. Il est intéressant de noter que la méthode la mieux adaptée peut être la pire méthode, car elle laisse de nombreux petits blocs non alloués.

L'analyse statistique montre qu'en moyenne 1/3 de la mémoire est perdue ! Il s'agit de la règle bien connue des 50 % (deux zones libres adjacentes, par opposition à deux processus adjacents, peuvent être fusionnées).

Une solution au problème fragmentation externe– organiser la compression, c'est-à-dire le déplacement de toutes les zones occupées (libres) dans le sens d'adresses croissantes (décroissantes), afin que toute la mémoire libre forme une zone continue. Cette méthode est parfois appelée conception de partition flottante. Idéalement, il ne devrait y avoir aucune fragmentation après compression. Cependant, la compression est une procédure coûteuse, l'algorithme permettant de choisir la stratégie de compression optimale est très difficile et, en règle générale, la compression est effectuée en combinaison avec le téléchargement vers d'autres adresses.

Les premiers systèmes d'exploitation utilisaient des techniques de gestion de mémoire très simples. Au début, chaque processus utilisateur devait s'insérer entièrement dans la mémoire principale, occupant une zone de mémoire contiguë, et le système accepterait des processus utilisateur supplémentaires jusqu'à ce qu'ils rentrent tous dans la mémoire principale en même temps. Puis le « simple échange » est apparu (le système place toujours chaque processus entièrement dans la mémoire principale, mais parfois, sur la base d'un critère, il vide complètement l'image d'un processus de la mémoire principale vers la mémoire externe et la remplace dans la mémoire principale par l'image d'un autre. processus). Les projets de ce type n’ont pas seulement une valeur historique. Actuellement, ils sont utilisés dans les systèmes d’exploitation de modèles éducatifs et de recherche, ainsi que dans les systèmes d’exploitation pour ordinateurs embarqués.

Schéma de partition fixe

Le moyen le plus simple de gérer la RAM consiste d’abord (généralement au stade de la génération ou au démarrage du système) à la diviser en plusieurs sections de taille fixe. Les processus entrants sont placés dans l'une ou l'autre partition. Dans ce cas, une partition conditionnelle de l'espace d'adressage physique se produit. La liaison des adresses logiques et physiques d'un processus se fait au stade de son chargement dans une section spécifique, parfois au stade de la compilation.

Chaque partition peut avoir sa propre file d'attente de processus, ou il peut y avoir une file d'attente globale pour toutes les partitions (voir Fig. 8.4).

Ce schéma a été implémenté dans IBM OS/360 (MFT), DEC RSX-11 et un certain nombre d'autres systèmes.

Le sous-système de gestion de la mémoire estime la taille du processus entrant, sélectionne une partition appropriée, charge le processus dans cette partition et configure les adresses.

Riz. 8.4. Schéma avec partitions fixes : (a) – avec une file d'attente de processus commune, (b) – avec des files d'attente de processus séparées

L'inconvénient évident de ce schéma est que le nombre de processus exécutés simultanément est limité par le nombre de partitions.

Un autre inconvénient important est que le schéma proposé souffre grandement de fragmentation interne - la perte d'une partie de la mémoire allouée au processus, mais non utilisée par celui-ci. La fragmentation se produit parce qu'un processus n'occupe pas complètement la partition qui lui est allouée ou parce que certaines partitions sont trop petites pour les programmes utilisateur qu'il exécute.

Un processus en mémoire

Un cas particulier du schéma de partition fixe est le travail du gestionnaire de mémoire d'un système d'exploitation monotâche. Il y a un processus utilisateur en mémoire. Reste à déterminer où se situe le programme utilisateur par rapport au système d'exploitation - dans la partie supérieure de la mémoire, en bas ou au milieu. De plus, une partie du système d'exploitation peut se trouver dans la ROM (par exemple, le BIOS, les pilotes de périphériques). Le principal facteur influençant cette décision est l'emplacement du vecteur d'interruption, qui est généralement situé en bas de la mémoire, de sorte que le système d'exploitation est également situé en bas. Un exemple d'une telle organisation est le système d'exploitation MS-DOS.

La protection de l'espace d'adressage du système d'exploitation contre le programme utilisateur peut être organisée à l'aide d'un seul registre de limite contenant l'adresse de la limite du système d'exploitation.

Les circuits de commande et d'automatisation pour les entraînements électriques sont généralement développés dans le cadre de projets d'équipements électriques de puissance et d'alimentation électrique pour les entreprises industrielles. Mais l'automatisation de la plupart des objets est inextricablement liée au contrôle de mécanismes technologiques à entraînement électrique. Dans ce cas, il est nécessaire de développer des circuits de commande séparés pour ces entraînements électriques dans le cadre d'un projet d'automatisation technologique
processus.

Comme entraînements électriques pour les équipements de procédés automatisés (pompes, ventilateurs, vannes, etc.), on utilise principalement des moteurs électriques asynchrones réversibles et non réversibles à rotor à cage d'écureuil, dont les circuits de commande seront discutés à l'avenir. La construction de ces circuits de commande est réalisée principalement sur la base de dispositifs de contact relais. Ceci est justifié par la présence d'un vaste choix d'équipements de contact de relais produits dans le commerce avec des dispositifs de contact de différentes conceptions et des enroulements fonctionnant à différentes tensions.

L'analyse des circuits de commande, y compris les plus complexes, indique que schème
le contrôle des entraînements électriques des appareils technologiques est constitué de certaines combinaisons d'un nombre limité de nœuds typés et de circuits électroniques simples reliant ces nœuds. La connaissance des solutions typiques simplifie grandement la lecture de certains schémas de contrôle.

La lecture des schémas de principe pour contrôler les entraînements électriques des appareils technologiques doit commencer par l'examen des exigences techniques du circuit et par l'établissement des critères et de la séquence de fonctionnement du circuit. Une place importante dans tout cela est occupée par l'étude du schéma adopté pour organiser le contrôle des entraînements électriques, sur lequel il s'agit de freiner plus prudemment.

Schéma d'organisation du contrôle de la motorisation électrique

Le schéma d'organisation du contrôle de l'entraînement électrique peut prévoir un contrôle local, à distance et automatique. Les trois types de contrôle sont utilisés
dans toutes les combinaisons possibles. Les structures de contrôle les plus répandues comprennent : le contrôle local et à distance ; contrôle local et automatique ; local, distant et

Contrôle automatique. Dans certains cas, généralement à des distances importantes de l'objet de contrôle, un contrôle télémécanisé est utilisé.
La commande locale de l'entraînement électrique est réalisée par l'opérateur à l'aide de commandes, par exemple des bornes à boutons-poussoirs situées à proximité immédiate du mécanisme. Le contrôle du fonctionnement du mécanisme est effectué par l'opérateur visuellement ou auditivement, et dans les zones de production où un tel contrôle est impossible à effectuer, une signalisation lumineuse de position est utilisée.

Avec la télécommande, l'entraînement électrique du mécanisme est démarré et arrêté depuis le poste de commande. L'objet est hors du champ de vision de l'opérateur et sa position est contrôlée par des signaux : « On » - « Off », « Open » - « Closed », etc.

Le contrôle automatique est assuré à l'aide de moyens d'automatisation des caractéristiques technologiques (contrôleurs ou alarmes de température, pression, débit, niveau, etc.), également à l'aide de divers dispositifs logiciels qui assurent le contrôle automatique des entraînements électriques des équipements de traitement conformément à ces dépendances multifonctionnelles (simultanéité, séquences définies, etc.).

Le type de commande d'entraînement électrique (locale, automatique ou à distance) est sélectionné à l'aide d'interrupteurs à bascule de circuit (interrupteurs à bascule de type commande), qui sont installés sur les panneaux et panneaux de commande locaux, d'unité et de répartition.

En continuant à lire le schéma, ils découvriront quels équipements d'automatisation et électriques inconnus sont impliqués dans les travaux et étudieront le principe de leur fonctionnement.

Une attention particulière doit être accordée à l'examen des schémas et des tableaux des contacts de commutation des appareils et appareils électroniques, des schémas technologiques explicatifs, des schémas de dépendances de blocage du fonctionnement des équipements technologiques, des tableaux d'applicabilité et d'autres inscriptions explicatives. Le degré de minutie et de sérieux avec lequel les conseils ci-dessus sont suivis dépend
succès de tous les travaux à venir pour clarifier le principe de fonctionnement du dispositif en question.