Blokové schéma je orientovaný graf sestávající z uzlů obvykle zobrazovaných jako čtverec, obdélník, trojúhelník, kruh apod. a orientovaných hran, zobrazovaných jako úsečky se šipkou (někdy i jako křivky). Blokové schéma zobrazuje soustavu vzájemně propojených unilaterálních modulů (tj. jednosměrně působících viz zpětná vazba) představujících funkční schéma nějakého celku.Zdeněk Kotek, Petr Vysoký, Zdeněk Zdráhal: Kybernetika. SNTL, Praha 1990, str. 107, 111 Může jím být nějaké komunikační zařízení, zařízení automatického řízení, nebo třeba grafická reprezentace dynamického systému. Blokové schéma zobrazuje jednosměrný pohyb či působení sledované entity, jíž může být informace, jindy tok energie, či šíření pohybu v mechanické soustavě, tedy jak se pohyb přenáší z jedné součástky na druhou (což je kinematický pohled) např. ve Wattově regulátoru. V blokovém schématu lze na základě unilaterálnosti působení aplikovat princip kauzality. Blokové schéma je nástrojem kybernetiky, představuje její pohled na svět odlišný od ostatních věd (fyziky, chemie, biologie, ...). Odlišnost spočívá v tom, že ony vědy vidí reálný svět jako svět interakcí (vzájemné působení entit reálného světa) , nikoliv jako jednosměrný pohyb sledovaných entit.

Unilaterální moduly V reálném světě unilaterální moduly obvykle představují stavební jednotky zařízení pro zpracování informace, komunikačních zařízení, zařízení automatického řízení apod. Na podrobnější rozlišovací úrovni to mohou být moduly informačních, sdělovacích a regulačních soustav např. lineární operační zesilovače, logické obvody počítačů, hydraulické a pneumatické zesilovače v automatickém řízení a neurony biologického mozku: axony jsou výstupy, dendrity jsou vstupy. Tyto moduly jsou realizovány tak, že mezi nimi nepůsobí interakce (jsou z funkčního hlediska zanedbatelné) a působení modulů je pouze jednostranné. Princip je ten, že výstupy modulů (díky přísunu vnější energie do modulu) disponují takovou energetickou rezervou, že vstupy navazujících modulů na onen výstup napojené, nijak hodnoty toho výstupu neovlivňují. Pro každý modul je znám jeho matematický popis, tedy jeho vlastnosti. Vzhledem k tomu, že mezi moduly nepůsobí interakce, je určení matematického popisu soustavy unilaterálních modulů (schématu) poměrně snadné, slouží k tomu jednoduchá pravidla označovaná jako algebra bokových schémat.

Jinou obdobou unilaterálních modulů jsou jejich počítačové modely. Např. v oboru automatického řízení se používají programy modelující soustavu automatického řízení, tak, jako by byla k dispozici stavebnice unilaterálních modulů. Takovým programům se říká blokově orientované. Dají se používat i v jiných oborech, kde bloková výstavba umožňuje navrhovat a zobrazovat funkci a strukturu entit, představující technologické (např. chemické), biologické a jiné procesy zobrazované v jednotlivých vývojových fázích či krocích.

Užití Blokové schéma je nositelem základní ideje činnosti zařízení či způsobu zpracování daného procesu a tak se bloková schémata používají:

Jednak ve výchozích fázích návrhu zařízení či návrhů jednotlivých kroků zpracování procesů.

Jednak v případě, kdy je třeba uživatele seznámit s principem fungování hotového zařízení či postupu zpracování technologického či jiného procesu.

Po vytvoření blokového schématu je dalším vývojovým krokem směřujícím k realizaci, schéma ukazující, jak jsou jednotlivé moduly schématu realizovány. Na příklad v elektronice následuje schéma, ukazující realizaci modulů, kterému se říká obvodové. Bloková, obvodová a montážní schémata. To ukazuje elektronické komponenty s jejich hodnotami a jejich vzájemné propojení. Dalším schématem směřujícím k realizaci je pak schéma montážní, z něhož plyne prostorové řešení a použitá technologie realizace. Takto použité vývojové kroky návrhu se obvykle nazývají koncepce od shora dolů.

Porovnání blokového schéma s obvodovým schématem elektronického zapojení: Zásadní rozdíl je v tom, že blokové schéma zobrazuje princip fungování zařízení a reprezentuje unilaterální působení modulů, zatím co elektronické schéma zobrazuje, jak je zařízení z jednotlivých komponentů sestaveno a reprezentuje působení interakcí jednotlivých komponentů. V rozdílu se uplatňuje i rozdílná míra podrobnosti. Například u rozhlasového přijímače se u blokového schéma nevyskytuje zobrazení každého elektronického prvku či spoje, kdežto u obvodového schématu ano.

Při počítačovém modelování řízení procesů, jsou bloková schémata použita ve vizuálních programovacích jazycích určených pro popis procesů v komplexních systémech. V těch jsou jednotlivé moduly zprvu popsány matematickými a logickými operaci. Nejsou to fyzické jednotky jako procesory, relé, apod. , které tyto operace provádějí. Dalším krokem je pak převod popisu modulů do jejich fyzikálně realizovatelné funkce původně matematicky popsané, pomocí specializovaných programovatelných logických kontrolorů (PLC). Příkladem této implementace je funkční blokové schéma, které je jedno z pěti programovacích jazyků definovaných ve třetí části standardu IEC 61131. Tento vysoce formalizovaný standard má striktní pravidla, jak má být schéma sestaveno. Přímé vedení je použito ke spojení vstupních proměnných do bloků, dále spojení od bloků do výstupních proměnných, či dalších funkčních bloků.

Reference

Externí odkazy

Kategorie:Diagramy Kategorie:Technická dokumentace