氣動(dòng)行程程序控制系統(tǒng)圖

第七章行程程序控制系統(tǒng)§7-1概述1、程序控制：是根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中的物理量（位移、時(shí)間、壓力、溫度、液位等）的變化使控制對(duì)象的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按預(yù)先給定的程序有序協(xié)調(diào)地工作。2、類別：

數(shù)字程序控制簡(jiǎn)單的程序控制：行程控制：?jiǎn)瓮鶑?fù)人工預(yù)選程序多往復(fù)自動(dòng)選擇程序時(shí)間控制行程與時(shí)間混合控制3、行程程序控制系統(tǒng)的組合成外部指令信號(hào)邏輯控制回路轉(zhuǎn)換或放大執(zhí)行元件被控對(duì)象行程發(fā)信裝置方框圖(閉環(huán)回路)該系統(tǒng)是指執(zhí)行元件執(zhí)行某一動(dòng)作后，由行程發(fā)信器發(fā)出信號(hào)，此信號(hào)輸入邏輯控制回路，由其做出邏輯運(yùn)算發(fā)出有關(guān)執(zhí)行信號(hào)，指揮執(zhí)行元件完成下一步動(dòng)作，此動(dòng)作完成后，又發(fā)出新的信號(hào)，直至完成預(yù)定的控制為止。①邏輯控制回路：由氣動(dòng)方向閥或氣動(dòng)邏輯元件根據(jù)程序要求的邏輯表達(dá)式組成；②執(zhí)行元件：氣缸、氣液缸、氣馬達(dá)、氣動(dòng)閥門、氣電轉(zhuǎn)換器等③行程發(fā)訊裝置：發(fā)出位置（或行程）信號(hào)的傳感器，為機(jī)控行程閥、行程開關(guān)等④動(dòng)力源：壓縮機(jī)、分水濾氣器、干燥器、儲(chǔ)氣罐、調(diào)節(jié)閥、油霧器等時(shí)間程序信號(hào)發(fā)生器信號(hào)(脈沖)分配回路執(zhí)行元件被控對(duì)象時(shí)間程序控制系統(tǒng)§7-2氣動(dòng)系統(tǒng)中常用的電氣回路

一、控制繼電器1、工作原理：通過(guò)按鈕或限位開關(guān)使電磁鐵線圈通電勵(lì)磁，吸合觸點(diǎn)，使被控制的主回路閉合通電。電源主回路繼電器控制回路電池按鈕開關(guān)限位開關(guān)圖7-2繼電器工作原理圖2、分類：按工作原理：電磁式、感應(yīng)式、機(jī)械式、電動(dòng)式等

按動(dòng)作信號(hào)：電流繼電器、電壓繼電器、時(shí)間繼電器、熱繼電器、溫度繼電器、速度繼電器二、串聯(lián)回路——邏輯與1LX1J1LX2J2LX3J3J42345J4J1J2J3DFQ圖7-3串聯(lián)電路圖三、并聯(lián)回路——邏輯或1LX1J1LX2J2LX3J3J42345J1圖7-3并聯(lián)電路圖J4DFQJ2J3674567四、自保持電路——記憶回路（繼電器以自己的觸點(diǎn)保持勵(lì)磁狀態(tài)）1JA23圖7-5按鈕開關(guān)電路B2,3動(dòng)斷觸點(diǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)1JA23圖7-6自保持電路B2,3QAJ觸點(diǎn)1J觸點(diǎn)3J觸點(diǎn)244五、延時(shí)電路12圖7-8延時(shí)電路2QASJXDQA接通QA斷電接通斷電延時(shí)時(shí)間時(shí)限觸點(diǎn)122QASJXDQA接通QA斷電時(shí)限觸點(diǎn)接通斷電(a)(b)六、優(yōu)先電路1232,5AN1J14前進(jìn)J1LX1AN2J2J2LX24,6后退DFQ1J1DFQ2J256DFQ1DFQ2圖7-9氣動(dòng)缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)回路及其操作電路(b)(a)1232,5,3AN1J14前進(jìn)J1LX1AN2J2J2LX24,6,1后退DFQ1J1DFQ2J256J2J1圖7-10先入優(yōu)先電路§7-3障礙信號(hào)一、障礙信號(hào)的定義定義：在同一時(shí)刻，主控閥的兩端控制口同時(shí)存在控制信號(hào)，妨礙主控閥按預(yù)定程序換向。二、常用符號(hào)的規(guī)定1、氣缸或氣馬達(dá)——大寫字母A、B、C表示下標(biāo)1、0表示氣缸活塞桿的狀態(tài)（1——伸出、0——縮回）2、小寫字母a1a0b1b0——與缸的動(dòng)作相對(duì)應(yīng)的行程閥及輸出的信號(hào)（原始信號(hào)）1——活塞桿伸出時(shí)行程閥發(fā)的信號(hào)0——活塞桿縮回時(shí)行程閥發(fā)的信號(hào)

3、A1*A0*B1*B0*——執(zhí)行信號(hào)（排除障礙的信號(hào)）三、障礙信號(hào)的分類

例：A1A0B1B0a0是障礙信號(hào)，防礙B0動(dòng)作Ⅰ型障礙→多缸單往復(fù)系統(tǒng)b0是障礙信號(hào)，防礙A0動(dòng)作Ⅱ型或Ⅰ型障礙→多缸多往復(fù)系統(tǒng)主控閥產(chǎn)生輸出信號(hào)A1、A0，控制信號(hào)m、n1、滯消障礙：障礙信號(hào)比控制信號(hào)出現(xiàn)時(shí)多存在一瞬間便自行消失(不需要排除，靠其自行消失)。2、障礙信號(hào)的判別(1)區(qū)間直觀法：行程程序A1、

A0、B1、B0b0是aI的障礙信號(hào)a0是b1的障礙信號(hào)當(dāng)要求輸出A1時(shí)有三種情況mA1mAnn是m的障礙信號(hào)nA1A0要求輸出A0時(shí)nA0mAnm是n的障礙信號(hào)mA1A0無(wú)障礙I型障礙II型障礙(2)例：A1、B1、A0、C1、C0、B0

要產(chǎn)生C0動(dòng)作有C1信號(hào)，而產(chǎn)生C1動(dòng)作有a0信號(hào)，a0先于C1產(chǎn)生，且不消失，故a0是C0的障礙信號(hào)結(jié)論：在某發(fā)信元件的往復(fù)(或復(fù)和往)的運(yùn)動(dòng)區(qū)間內(nèi)，若含有直接受控元件的往和復(fù)運(yùn)動(dòng)，則發(fā)信元件發(fā)出的控制信號(hào)有障礙。(2)X—D狀態(tài)圖法：C1C0C1a0B1B0c0A是發(fā)信缸,C是受控缸C是發(fā)信缸,B是受控缸a1§7-4信號(hào)—?jiǎng)幼?X-D)固態(tài)圖一、X-D狀態(tài)圖圖框的畫法二、動(dòng)作狀態(tài)線的畫法粗實(shí)線：起點(diǎn)：縱橫坐標(biāo)大寫字母同，且字母下標(biāo)也相同的方格左端終點(diǎn)：縱橫坐標(biāo)大寫字母同，且字母下標(biāo)相異的方格左端說(shuō)明：各節(jié)拍間的縱向分界線,是各主控閥的切換時(shí)間線任一主控閥，它的兩個(gè)輸出總是互為反相，即兩個(gè)輸出狀態(tài)線可水平地連接或一閉合直線。三、控制信號(hào)線的畫法細(xì)實(shí)線：起點(diǎn)：符號(hào)相同的字母及下標(biāo)的未端終點(diǎn)：字母相同，下標(biāo)相異的行程開始后的前端控制信號(hào)總比它所控制的動(dòng)作早一瞬間開始，而在動(dòng)作把相切換后一瞬間結(jié)束。執(zhí)行段：控制信號(hào)比動(dòng)作狀態(tài)線提前產(chǎn)生的那個(gè)出頭部分是使主控閥切換這一命令的有效部分(由于主控閥的記憶功能，其余部分可有可無(wú))§7-5障礙信號(hào)的判別及消除一、X—D線圖判別障礙1、控制信號(hào)線比它所控制的動(dòng)作狀態(tài)線短→無(wú)障礙；2、控制信號(hào)線比它所控制的動(dòng)作狀態(tài)線長(zhǎng)→有障礙；3、控制信號(hào)線與它所控制的動(dòng)作狀態(tài)線基本等長(zhǎng)，僅多出一出頭部分→滯消障礙(自行消失，無(wú)需消除)二、障礙信號(hào)的消除Ⅰ型障礙的產(chǎn)生：控制信號(hào)線比動(dòng)作狀態(tài)線長(zhǎng)排除障礙的實(shí)質(zhì)：縮短控制信號(hào)存在的時(shí)間，使長(zhǎng)信號(hào)變?yōu)槎绦盘?hào)(信號(hào)線最長(zhǎng)等于它所控制的動(dòng)作線)。1、邏輯與運(yùn)算m*(執(zhí)行信號(hào))=m(控制信號(hào))·x(制約信號(hào))要求：制約信號(hào)x的狀態(tài)線與控制信號(hào)m的執(zhí)行段重合，與m的障礙段不重合?？勺鲋萍s信號(hào)的有：(1)其它控制信號(hào)；(2)其他主控閥輸出信號(hào)；(3)輔助閥輸出信號(hào)；(4)系統(tǒng)中原有信號(hào)通過(guò)各種邏輯運(yùn)算獲得的新信號(hào)2、輔助閥(常采用二位三通閥)

mm*Kx1x0x1x0TTTTmKx1x0x1x0m*=mKx1x0mx1x0Kx1x0m*x1→通信號(hào)：含有被制約信號(hào)的執(zhí)行段，而不與被制約信號(hào)的障礙段重合(或說(shuō)在障礙段前結(jié)束)x0→斷信號(hào)：在障礙段之前產(chǎn)生，而不與執(zhí)行段重合。且滿足x1

·x0=03、邏輯非運(yùn)算m*=m·x要求x：起點(diǎn)在m的執(zhí)行段之后，障礙段之前

終點(diǎn)在m在障礙段之后，執(zhí)行段之前mm*=mxxxTTTTxmm*mxm*4、差壓閥5、將控制信號(hào)變成脈沖信號(hào)(1)用機(jī)械式活絡(luò)擋塊使行程閥發(fā)出的信號(hào)→脈沖信號(hào)xmA0A1m--含有障礙的信號(hào)x一出現(xiàn)m的障礙即消除mxA1A0(2)用可通過(guò)式行程閥注意：(1)(2)回路中在安裝往程閥時(shí)不能安裝在缸的往程終點(diǎn)，而應(yīng)保留一段行程以便使擋塊或凸輪通過(guò)行程閥(3)直接用脈沖閥脈沖閥(相當(dāng)于延時(shí)斷回路)脈沖信號(hào)時(shí)間長(zhǎng)短可通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖閥中的節(jié)流閥實(shí)現(xiàn)§7-6單往復(fù)行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

一、X—D線圖法的設(shè)計(jì)步驟1、寫出工作程序(即行程程序框圖)2、畫出X—D線圖3、判斷障礙信號(hào)并排除障礙信號(hào)4、畫出邏輯原理圖5、畫出氣動(dòng)回路原理圖，并補(bǔ)充輔助功能6、選擇元件參數(shù)

單往復(fù)：在一次循環(huán)中，系統(tǒng)中各執(zhí)行元件只作一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)。(∴此系統(tǒng)中每個(gè)行程閥在一個(gè)循環(huán)中只發(fā)出一個(gè)信號(hào)，且該信號(hào)所控制的動(dòng)作是固定的)設(shè)計(jì)方法：1、試湊法：選用基本回路常用回路試湊在一起組成控制回路，然后分析能否滿足要求。

2、邏輯設(shè)計(jì)法：a、邏輯運(yùn)算法(用邏輯代數(shù)來(lái)簡(jiǎn)化)b、圖解法：X—D線圖法、卡諾圖法、程序控制線圖法圖7-22程序A1B1C0B0A0C1的氣動(dòng)控制圖二、例：1、立式自動(dòng)鉆床程序要求：送料、夾緊、送料退與鉆孔進(jìn)同時(shí)發(fā)生，鉆孔退、松平、再送料三個(gè)缸：送料缸A、夾緊缸B、鉆孔缸C1、程序框圖送料缸進(jìn)A1啟動(dòng)信號(hào)m夾緊缸進(jìn)B1a1b1送料缸退A0鉆扎缸進(jìn)C1鉆孔缸退C0c1夾緊缸退B0c0b0自動(dòng)鉆床程序框圖A1mB1a1b1A0C1C0c1B0c0b0簡(jiǎn)化后的程序框圖bA0A1B1C1C0B012345A1B1A0C1C0B0程序X-D執(zhí)行信號(hào)b0(A1)A1a1(B1)B1b1(A0)A0c1(C0)C0c0(B0)B0nb0a1

b1·

b1(C1)C1C0B0c0c0b0c0a1c0B1bc0序號(hào)

2、畫X—D線圖3、判斷障礙信號(hào)并排除障礙信號(hào)4、邏輯原理圖

10

10

10

10

c1c0B1B0A1A0c0b0c1a1b1nnb0a1c1b1c0Kb0c1Kb0

c15、氣動(dòng)原理圖：注意：線路應(yīng)表示系統(tǒng)處于靜止時(shí)的狀態(tài)(1、氣缸活塞位置2、線路信號(hào)線的連接)

A1A0a1b1b0nAnb0b1B1B0C1C0c1c0c1a1c1b0c0Kb0

c1二、電—?dú)饪刂凭€路圖

1、氣缸往復(fù)回路a、手動(dòng)按鈕操作b、帶自保持的一次往復(fù)(往復(fù)均需手動(dòng))c、帶自保持的一次往復(fù)(復(fù)用往程開關(guān)代替手動(dòng)按鈕解除往的自保持)特點(diǎn)：如按住往的按鈕，則活塞將在前進(jìn)端附近不停地作往復(fù)d、為防止上述情況發(fā)生加互鎖e、一次往復(fù)回路AN1J0J0LX2J2J2LX1DFQJ1DFQJ1J2J1J0JAN1AN1AN1AN2AN1LX2AN1LX2AN1LX2AN1LX2AN1AN1LX2NO電氣線路圖程序線圖abcdeJ1J2LX2LX1J2J1J2J1AN1DFQLX2AN1DFQJAN2AN1DFQAN12、在前進(jìn)端暫時(shí)停止回路增加時(shí)間繼電器3、活塞桿連續(xù)往復(fù)回路4、電控行程程序控制系統(tǒng)1.氣動(dòng)缸及主控閥組成的氣壓傳動(dòng)部分應(yīng)和控制電路同時(shí)畫出;2.控制信號(hào)多次引用,應(yīng)選用至少兩對(duì)觸點(diǎn)的行程開關(guān),或通過(guò)繼電器派生出更多的等效信號(hào);3.電控閥兩電磁鐵的互鎖(一般直流雙控及雙控先導(dǎo)須互鎖1234566666AN1J0J1SJJ0SJJ1J1LX2LX