氣動(dòng)課件 第7章行程程序控制系統(tǒng)

1、第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 7-1 概述概述7-2 氣動(dòng)系統(tǒng)中常用的電氣電路氣動(dòng)系統(tǒng)中常用的電氣電路7-3 障礙信號(hào)障礙信號(hào)7-4 信號(hào)動(dòng)作（信號(hào)動(dòng)作（XD）狀態(tài)圖）狀態(tài)圖7-5 障礙信號(hào)的判別及其消除障礙信號(hào)的判別及其消除7-6 單往復(fù)行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)單往復(fù)行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7-7 多往復(fù)行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)多往復(fù)行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7-8 選擇程序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選擇程序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講7-1 概述概述 程序控制包括數(shù)字程序控

2、制和簡(jiǎn)單的程序控制兩類。 按發(fā)信裝置和控制信號(hào)的不同，簡(jiǎn)單的程序控制可分為行程程序控制和時(shí)間程序控制。 程序控制是根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中的物理量，例如位移、時(shí)間、壓力、溫度、液位等的變化，使控制對(duì)象的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照預(yù)先結(jié)定的程序有序協(xié)調(diào)地工作。 第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 行程程序控制是閉環(huán)程序控制系統(tǒng)，如圖71所示。當(dāng)啟動(dòng)輸入信號(hào)發(fā)出后，邏輯線路將發(fā)出執(zhí)行信號(hào)，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行第一步動(dòng)作，完成第一步動(dòng)作后，觸發(fā)行程閥或行程開(kāi)關(guān)，發(fā)出氣的或電的行程信號(hào)(稱之為控制信號(hào))，經(jīng)邏輯回路運(yùn)算后，發(fā)出第二個(gè)執(zhí)行信號(hào)，實(shí)現(xiàn)第二步動(dòng)作，整個(gè)系統(tǒng)將按預(yù)先給定的程序循環(huán)地工作

3、。顯然只有完成第一步動(dòng)作后，才有可能進(jìn)行下一步動(dòng)作，這種控制方法具有連續(xù)的控制作用，因而極為安全可靠，是氣動(dòng)設(shè)備上應(yīng)用最廣的一種控制方法。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 各種自動(dòng)化機(jī)械或自動(dòng)生產(chǎn)線大多是依靠程序控制來(lái)工作的。 那什么是程序控制呢？ 所謂程序控制，就是根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的要求，使被控制的執(zhí)行元件按預(yù)先規(guī)定的順序協(xié)調(diào)動(dòng)作的一種自動(dòng)控制方式。 氣動(dòng)程序控制回路 第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 根據(jù)控制方式的不同，程序控制可分為：時(shí)間程序控制；行程程序控制；混合程序控制。 氣動(dòng)程序控制回路 第第7章章 行程程序控制系

4、統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 行程程序控制系統(tǒng)包括位置發(fā)信裝置，執(zhí)行機(jī)構(gòu)，邏輯控制回路，動(dòng)力源等部分。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 位置發(fā)信裝置位置發(fā)信裝置:是一種發(fā)出位置(行程)信號(hào)的傳感器(轉(zhuǎn)換器)，通常是行程閥、噴嘴擋板機(jī)構(gòu)、行程開(kāi)關(guān)等。此外還有液位、壓力、溫度等的傳感器也可作為位置發(fā)信裝置。 執(zhí)行元件執(zhí)行元件:和它聯(lián)動(dòng)的機(jī)構(gòu)稱為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，常用的執(zhí)行元件有氣缸(包括氣液缸)、氣動(dòng)馬達(dá)、氣動(dòng)閥等。 邏輯控制回路邏輯控制回路: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。 動(dòng)力源動(dòng)力源:由產(chǎn)生壓縮空氣的壓縮機(jī)、分水濾氣器、干燥器

5、、儲(chǔ)氣罐、調(diào)壓閥、油霧器等組成。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講打標(biāo)機(jī)示意圖打標(biāo)機(jī)示意圖第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 根據(jù)氣動(dòng)缸在工作運(yùn)行一個(gè)周期中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的次數(shù)，行程程序控制系統(tǒng)可分為單往復(fù)和多往復(fù)兩種。 為了適應(yīng)生產(chǎn)的不同要求，程序可設(shè)計(jì)成可選擇的。要選擇哪種程序、可以在系統(tǒng)運(yùn)行前事先確定，也可以在系統(tǒng)運(yùn)行中，根據(jù)某種條件自動(dòng)選定。前者稱為人工預(yù)選程序，后者稱為自動(dòng)選擇程序。 在行程程序控制系統(tǒng)中，有時(shí)需要局部采用壓力或時(shí)間控制，并且大多數(shù)的系統(tǒng)都需要有速度控制，同一氣動(dòng)缸可以使用幾種不同壓力或氣流流量，以實(shí)現(xiàn)不同

6、的驅(qū)動(dòng)力或運(yùn)行速度，適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)際中的各種要求。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講72 氣動(dòng)系統(tǒng)中常用的電氣電路氣動(dòng)系統(tǒng)中常用的電氣電路一、控制繼電器的原理與機(jī)能 圖72為控制繼電器的工作原理圖，它是由按鈕開(kāi)關(guān)(限位開(kāi)關(guān))、電磁鐵線圈、觸點(diǎn)、 接線柱等組成，通過(guò)按鈕或限位開(kāi)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。這就是繼電器的工作原理和工作機(jī)能。 2控制繼電器的種類 控制繼電器是一種當(dāng)輸入量變化到某一定值時(shí)，電磁鐵線圈通電勵(lì)磁，吸合觸點(diǎn)、接通或斷開(kāi)交、直流小容量控制電路中的自動(dòng)化電器。它被廣泛應(yīng)用于電力拖動(dòng)，程序控制，自動(dòng)調(diào)節(jié)與白動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中

7、?？刂评^電器種類繁多，常用的有電壓繼電器，電流繼電器，中間繼電器、時(shí)間繼電器熱繼電器，溫度繼電器和速度繼電器等。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 如圖所示的與門(mén)電路也稱為如圖所示的與門(mén)電路也稱為串聯(lián)電串聯(lián)電路路。只有將按鈕。只有將按鈕a、b、c同時(shí)按下，則電同時(shí)按下，則電流通過(guò)繼電器線圈流通過(guò)繼電器線圈K。例如一臺(tái)設(shè)備為防。例如一臺(tái)設(shè)備為防止誤操作，保證安全生產(chǎn)，安裝了兩個(gè)啟止誤操作，保證安全生產(chǎn)，安裝了兩個(gè)啟動(dòng)按鈕，只有操作者將兩個(gè)氣動(dòng)按鈕同時(shí)動(dòng)按鈕，只有操作者將兩個(gè)氣動(dòng)按鈕同時(shí)按下時(shí)，設(shè)備才能開(kāi)始運(yùn)行。與門(mén)電路的按下時(shí)，設(shè)備才能開(kāi)始運(yùn)行。與門(mén)電路的邏輯方

8、程為邏輯方程為S=a.b.c二、串聯(lián)回路二、串聯(lián)回路與門(mén)電路（AND）第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 如圖所示的或門(mén)電路也稱為如圖所示的或門(mén)電路也稱為并聯(lián)電路并聯(lián)電路。只要按下三個(gè)手動(dòng)按。只要按下三個(gè)手動(dòng)按鈕中的任何一個(gè)開(kāi)關(guān)使其閉合，鈕中的任何一個(gè)開(kāi)關(guān)使其閉合，就能使繼電器線圈就能使繼電器線圈K通電。例如通電。例如要求在一條自動(dòng)生產(chǎn)線上的多個(gè)要求在一條自動(dòng)生產(chǎn)線上的多個(gè)操作點(diǎn)可以進(jìn)行作業(yè)?；蜷T(mén)電路操作點(diǎn)可以進(jìn)行作業(yè)。或門(mén)電路的邏輯方程為的邏輯方程為S=a+b+c。三 、并聯(lián)回路 或門(mén)電路（OR）第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教

9、授主講 自保持電路自保持電路又稱為又稱為記憶電路，在各種液、記憶電路，在各種液、氣壓裝置的控制電路中氣壓裝置的控制電路中很常用，尤其是使用很常用，尤其是使用單單電控電磁換向閥控制液、電控電磁換向閥控制液、氣壓缸的運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要?dú)鈮焊椎倪\(yùn)動(dòng)時(shí)，需要自保持回路自保持回路。 四、 自保持電路第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 隨著自動(dòng)化設(shè)備的功能和工序越來(lái)越復(fù)雜，各工序之間需要按一定的時(shí)間緊密巧妙地配合，要求各工序時(shí)間可在一定時(shí)間內(nèi)調(diào)節(jié)，這需要利用延時(shí)電路來(lái)加以實(shí)現(xiàn)。延時(shí)控制分為兩種，即延時(shí)閉合和延時(shí)斷開(kāi)。 如圖為延時(shí)閉合電路，當(dāng)按下開(kāi)關(guān)PB后，延時(shí)繼電器T開(kāi)始計(jì)時(shí)，

10、經(jīng)過(guò)設(shè)定的時(shí)間后，時(shí)間繼電器觸點(diǎn)閉合，電燈點(diǎn)亮。放開(kāi)PB后，繼電器T立即斷開(kāi)，電燈熄滅。圖13-11b為延時(shí)斷開(kāi)電路，當(dāng)按下開(kāi)關(guān)PB后，時(shí)間繼電器T的觸點(diǎn)也同時(shí)接通，電燈點(diǎn)亮，當(dāng)放開(kāi)PB后，延時(shí)斷開(kāi)繼電器開(kāi)始計(jì)時(shí)，到規(guī)定時(shí)間后，時(shí)間繼電器觸點(diǎn)T才斷開(kāi)，電燈熄滅。五、延時(shí)電路第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 （a）延時(shí)閉合）延時(shí)閉合 （b）延時(shí)斷開(kāi)）延時(shí)斷開(kāi)延時(shí)電路 第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 互鎖電路用于防止錯(cuò)誤動(dòng)作的發(fā)生，以保護(hù)設(shè)備、互鎖電路用于防止錯(cuò)誤動(dòng)作的發(fā)生，以保護(hù)設(shè)備、人員安全人員安全。如電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，

11、氣缸的伸出與縮回，。如電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，氣缸的伸出與縮回，為防止同時(shí)輸入相互矛盾的動(dòng)作信號(hào)，使電路短路或線為防止同時(shí)輸入相互矛盾的動(dòng)作信號(hào)，使電路短路或線圈燒壞，控制電路應(yīng)加互鎖功能圈燒壞，控制電路應(yīng)加互鎖功能。如圖所示，按下按鈕。如圖所示，按下按鈕PB1，繼電器線圈，繼電器線圈K1得電，第得電，第2條線上的觸點(diǎn)條線上的觸點(diǎn)K1閉合，閉合，繼電器繼電器K1形成自保，第形成自保，第3條線上條線上K1的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，此的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，此時(shí)若再按下按鈕時(shí)若再按下按鈕PB2，繼電器線圈，繼電器線圈K2一定不會(huì)得電。同一定不會(huì)得電。同理，若先按按鈕理，若先按按鈕PB2，繼電器線圈，繼電器線圈K2得電，繼

12、電器線圈得電，繼電器線圈K1也一定不會(huì)得電。也一定不會(huì)得電。 六、優(yōu)先回路 （互鎖電路）第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講73 障礙信號(hào)障礙信號(hào) 在行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，經(jīng)常要碰到稱之為障礙信號(hào)的信號(hào)。 所謂障礙信號(hào)是指在同一時(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。 為保證行程程序控制系統(tǒng)預(yù)先給定的程序協(xié)調(diào)地下作，就必須找出障礙信號(hào)并設(shè)法消除它。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講BBBBAAAASRSRSRSRKBKBKAKA01011010bRaSaRbSBBAA第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行

13、程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 要使行程程序控制系統(tǒng)按預(yù)先給的程要使行程程序控制系統(tǒng)按預(yù)先給的程序正常地工作，控制信號(hào)序正常地工作，控制信號(hào)S和和R應(yīng)滿足：應(yīng)滿足：1控制信號(hào)S和R應(yīng)按程序要求順次發(fā)生。2任一控制信號(hào)S或R在其該發(fā)生的節(jié)拍之外應(yīng)該消失。3作用于任一主控閥的兩端的控制信號(hào)S，R應(yīng)滿足S.R0的邏輯關(guān)系。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 設(shè)使主控閥產(chǎn)生的輸出信號(hào)為設(shè)使主控閥產(chǎn)生的輸出信號(hào)為X1和和X0的控制信號(hào)分別為的控制信號(hào)分別為x1和和xo，如果把，如果把x1和和x0相應(yīng)地連接到主控閥的控制口上，當(dāng)相應(yīng)地連接到主控閥的控制口上，當(dāng)工作

14、程序要求輸出工作程序要求輸出X1時(shí)，可能出現(xiàn)下述三種情況：時(shí)，可能出現(xiàn)下述三種情況： 1只有控制信號(hào)x1作用于主閥芯上，則主控閥輸出為X1。 2在控制信號(hào)x1發(fā)生之前,主控閥芯上已存在x0，則x0妨礙xl信號(hào)的控制作用。此時(shí)稱x0為I型障礙信號(hào)。 3只有x0存在，則導(dǎo)致系統(tǒng)不能按工作程序要求輸出X1，產(chǎn)生誤動(dòng)作，稱此類障礙為II型障礙信號(hào)。II型障礙信號(hào)只有在多往復(fù)程序控制系統(tǒng)中才能出現(xiàn)。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講74 信號(hào)動(dòng)作（信號(hào)動(dòng)作（XD）狀態(tài)圖）狀態(tài)圖 信號(hào)動(dòng)作狀態(tài)圖(簡(jiǎn)稱為XD狀態(tài)圖)法是一種圖解方法，它把控制信號(hào)的存在狀態(tài)和執(zhí)行元件的動(dòng)作狀

15、態(tài)清楚地用一張圖表示，它不僅清楚地表示障礙信號(hào)的存在狀態(tài)，還提供了消除障礙信號(hào)的各種可能。還可利用它來(lái)檢查線路的正確和判斷線路的可行性。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講一、一、X-D狀態(tài)圖圖框的畫(huà)法狀態(tài)圖圖框的畫(huà)法 如圖712所示，根據(jù)已給的程序A1A0B1B0在方格圖:第一行自左至右填入節(jié)拍序號(hào)(即行程程序號(hào)); 第二行填寫(xiě)程序本身; 最后一列留作填寫(xiě)執(zhí)行信號(hào)，即執(zhí)行信號(hào)的邏輯函數(shù)式; 最前一列按給定的程序依次列出信號(hào)和動(dòng)作符號(hào)，亦即依節(jié)拍分別寫(xiě)出控制信號(hào)和動(dòng)作信號(hào)，并在控制信號(hào)后的括號(hào)內(nèi)注明被控制的動(dòng)作，例如b0(A1)表示b0為控制信號(hào)，它所控制的動(dòng)作

16、為A1。圖表的下方可留出幾行空格，以備消除障礙時(shí)使用。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講X-D狀態(tài)圖圖框狀態(tài)圖圖框第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講XD狀態(tài)圖狀態(tài)圖第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講A1B1B0A0 XD線圖線圖第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講二、動(dòng)作狀態(tài)線（D線）的畫(huà)法 用水平粗實(shí)線畫(huà)出各執(zhí)行元件的動(dòng)作狀態(tài)線，見(jiàn)圖713。動(dòng)作狀態(tài)線的起點(diǎn)是該動(dòng)作程序的開(kāi)始處，用符號(hào)“”畫(huà)出；動(dòng)作狀態(tài)線的終點(diǎn)是該動(dòng)作狀態(tài)變化的開(kāi)始處，用符號(hào)“”畫(huà)出。例如，圖

17、中 A缸從節(jié)拍1的起點(diǎn)開(kāi)始伸出狀態(tài)A1，A1在節(jié)拍3的終點(diǎn)終止，變換成縮回狀態(tài)A0，A1的終點(diǎn)必然在A0的起點(diǎn)處。三、信號(hào)線（X線）的畫(huà)法 用水平細(xì)實(shí)線畫(huà)各行程信號(hào)線，見(jiàn)圖713。信號(hào)線的起點(diǎn)是與同一組中動(dòng)作狀態(tài)線的起點(diǎn)相同，用符號(hào)“”畫(huà)出；信號(hào)線的終點(diǎn)是和上一組程序中產(chǎn)生該信號(hào)的動(dòng)作線終點(diǎn)相同，用符號(hào)“”表示。這里要指出的是，實(shí)際上若考慮到閥的切換及氣缸啟動(dòng)等的傳遞時(shí)間，信號(hào)線的起點(diǎn)應(yīng)超前于它所控制動(dòng)作的起點(diǎn)，而信號(hào)線的終點(diǎn)應(yīng)滯后于產(chǎn)生該信號(hào)動(dòng)作線的終點(diǎn)。當(dāng)在XD圖上反映這種情況時(shí)，則要求信號(hào)線的起點(diǎn)與終點(diǎn)都應(yīng)伸出分界線，但因?yàn)檫@個(gè)值很小，因而除特殊情況外，一般不予考慮。第第7章章 行程程序

18、控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講75 障礙信號(hào)的判別及其消除障礙信號(hào)的判別及其消除一、障礙信號(hào)的判別 障礙信號(hào)分為I型障礙、II型障礙和滯消障礙三類。在XD線圖中，各種障礙信號(hào)的特征分別如下I型障礙的特征是其信號(hào)線長(zhǎng)于所控制的動(dòng)作線。這樣，就造成在有的行程段，存在兩個(gè)控制信號(hào)同時(shí)作用于一個(gè)主控閥。其中，長(zhǎng)于被控制的動(dòng)作線的那部分信號(hào)線就是妨礙反相動(dòng)作的障礙信號(hào)，稱為障礙段，用波浪線“”表示，在圖中，b0、a0就是障礙信號(hào)。 II型障礙的特征是存在信號(hào)線而無(wú)動(dòng)作線，或者信號(hào)線重復(fù)出現(xiàn)。 滯消障礙的特征是信號(hào)線與所控制的動(dòng)作線基本等長(zhǎng)，僅比動(dòng)作線多出一部分。第第7章章 行程程序控制

19、系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講二、障礙信號(hào)的消除二、障礙信號(hào)的消除1、 邏輯“與”消障法 邏輯“與”消障法是利用邏輯“與”門(mén)的性質(zhì)，將長(zhǎng)信號(hào)變成短信號(hào)，如圖所示。設(shè)m為障礙信號(hào)，引入的制約信號(hào)x，把m和x相“與”得到消障后的執(zhí)行信號(hào) m*，即m*mx 制約信號(hào)x的起點(diǎn)應(yīng)該位于障礙信號(hào)m開(kāi)始之前，且制約信號(hào)x的終點(diǎn)應(yīng)選在障礙信號(hào)m的無(wú)障礙段中。 第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 制約信號(hào)x的選擇原則：盡量選用系統(tǒng)中的其他原始信號(hào)作為制約信號(hào)x，這樣可以避免增加氣動(dòng)元件；選擇其他原始信號(hào)的“非”信號(hào)；其他主控閥的輸出信號(hào)；用中間記憶元件（輔助閥）輸

20、出信號(hào)。 實(shí)現(xiàn)邏輯“與”關(guān)系既可以用一個(gè)單獨(dú)的邏輯“與”元件來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以用一個(gè)行程閥的兩個(gè)信號(hào)或兩個(gè)行程閥相串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖所示。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講邏輯“與”消障法邏輯“與”消障法第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講2、輔助閥消除障礙、輔助閥消除障礙 輔助閥（中間記憶元件）消障法 如果在XD線圖中無(wú)法找到符合條件的制約信號(hào)時(shí)，可以采用增加一個(gè)輔助閥，即中間記憶元件的方法來(lái)消障。這里的中間記憶元件，即雙穩(wěn)元件或單記憶元件。其方法是利用中間記憶元件的輸出信號(hào)作為制約信號(hào)，和障礙信號(hào)m相“與”來(lái)消除障礙信號(hào)m中的障礙

21、段。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 用輔助閥（中間記憶元件）法消障時(shí)，其消障后執(zhí)行信號(hào)的邏輯函數(shù)表達(dá)式為：式中 m 有障礙的信號(hào)； m* 消障后的執(zhí)行信號(hào)； 中間記憶元件（輔助閥）輸出信號(hào)； t、d 分別為輔助閥K的兩個(gè)“通”和“斷”控制信號(hào)。tdKmm* tdKmm*第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 下圖（下圖（a）為輔助閥消障的邏輯原理圖，圖（）為輔助閥消障的邏輯原理圖，圖（b）為其回路原理圖。）為其回路原理圖。圖中，輔助閥圖中，輔助閥K為兩位三通、雙氣控閥，當(dāng)為兩位三通、雙氣控閥，當(dāng)t有氣時(shí)使有氣時(shí)使K閥有輸出，而

22、閥有輸出，而當(dāng)當(dāng)d有氣時(shí)有氣時(shí)K閥無(wú)輸出。閥無(wú)輸出。t和和d不能重疊，應(yīng)滿足邏輯關(guān)系：不能重疊，應(yīng)滿足邏輯關(guān)系：td0。輔助閥消障法（a）邏輯原理圖； （b）回路原理圖。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 t和d的選擇原則是：“通”信號(hào)t的起點(diǎn)應(yīng)該位于障礙信號(hào)m之前或同時(shí)，終點(diǎn)位于m的無(wú)障礙段中；“斷”信號(hào)d的起點(diǎn)應(yīng)該位于障礙信號(hào)m的無(wú)障礙段中，終點(diǎn)應(yīng)位于t的起點(diǎn)之前。下圖是輔助閥控制信號(hào)選擇示意圖。 輔助閥控制信號(hào)選擇示意圖 第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講3、邏輯、邏輯”非非”運(yùn)算消除障礙運(yùn)算消除障礙 用原始信號(hào)經(jīng)邏輯”

23、非”運(yùn)算得到反相信號(hào)消除障礙、原始信號(hào)做邏輯”非”的條件是，起點(diǎn)在被制約信號(hào)m的執(zhí)行段之后，m的障礙段之前，終點(diǎn)在m的障礙段之后，m的執(zhí)行段之前，如圖715所示。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：xmm *第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講邏輯邏輯”非非”運(yùn)算消除障礙運(yùn)算消除障礙第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講4、差壓閥消障、差壓閥消障 把主控閥的氣控信號(hào)作用面積作成大小不等的兩個(gè)控制面，含有障礙的控制信號(hào)m和小頭連接，換向信號(hào)x控制大頭，當(dāng)信號(hào)x一出現(xiàn)時(shí)，控制信號(hào)m的障礙即被消除。其原理圖如圖716所示。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序

24、控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 采用單向滾輪杠桿閥：采用單向滾輪杠桿閥：采用單向滾輪杠桿閥使得氣缸在一次往復(fù)動(dòng)作中只發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，把存在障礙的長(zhǎng)信號(hào)縮短為脈沖信號(hào)，如圖所示。用這種方法排除障礙信號(hào)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但靠它 發(fā) 信 的 定 位 精 度 較低需要設(shè)置固定擋塊來(lái)定位，氣缸行程較短時(shí)不宜采用。5、將控制信號(hào)變成脈沖信號(hào)第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講（1）利用機(jī)械擋塊使行程閥發(fā)出脈沖閥信號(hào)）利用機(jī)械擋塊使行程閥發(fā)出脈沖閥信號(hào) 脈沖信號(hào)法實(shí)質(zhì)是將所有的障礙信號(hào)變?yōu)槊}沖信號(hào)，常用的方法有機(jī)械法和脈沖回路法。 機(jī)械法就是利用機(jī)械式活絡(luò)擋塊或可通過(guò)式行程閥發(fā)出

25、脈沖信號(hào)的消障方法，如圖所示。在圖a中，當(dāng)活塞桿伸出時(shí)，活絡(luò)擋塊使行程閥發(fā)出脈沖信號(hào)；而當(dāng)活塞桿縮回時(shí)，行程閥則不發(fā)信號(hào)。在圖b中，當(dāng)活塞桿伸出時(shí)，壓下單向滾輪式行程閥發(fā)出脈沖信號(hào)；而當(dāng)活塞桿縮回時(shí)，由于行程閥頭部具有可折性，因而不壓下行程閥，行程閥不發(fā)出信號(hào)。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講（2）利用可通過(guò)式行程閥）利用可通過(guò)式行程閥機(jī)械法脈沖消障（a）利用機(jī)械式活絡(luò)擋塊消障；（b）利用可通過(guò)式行程閥消障。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講（3）直接用脈沖閥）直接用脈沖閥 脈沖回路法就是利用脈沖回路或脈沖閥將障礙長(zhǎng)信號(hào)變?yōu)?/p>

26、脈沖信號(hào)的消障方法，如圖所示。當(dāng)障礙信號(hào)a發(fā)出以后，脈沖閥K立即有信號(hào)輸出，同時(shí)，信號(hào)a經(jīng)其中的節(jié)流閥向氣容充氣，當(dāng)充氣壓力上升到切換壓力時(shí)，脈沖閥K換向，輸出信號(hào)a被切斷，從而使障礙信號(hào)a變?yōu)槊}沖信號(hào)。調(diào)整脈沖閥K中的節(jié)流閥，可以調(diào)整脈沖信號(hào)的寬度，當(dāng)然，調(diào)整得合適與否要在系統(tǒng)中檢驗(yàn)。這種方法適用于定位精度要求較高的場(chǎng)合。圖1516 脈沖回路原理圖脈沖回路原理圖 第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講76 單往復(fù)行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)單往復(fù)行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、XD狀態(tài)圖法XD狀態(tài)線圖法設(shè)計(jì)行程程序控制系統(tǒng)的步驟是：1、根據(jù)事先給定的行程程序繪制XD狀態(tài)線圖

27、2、由XD狀態(tài)線圖判別障礙信號(hào)。3、尋求消除障礙方式并確定執(zhí)行信號(hào)。行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法：XD狀態(tài)線圖法程序控制線圖法卡諾圖圖解法第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 下圖所示為行程程序控制回路的基本單元。其包括了普通氣缸、主控?fù)Q向閥（雙氣控二位四通閥）和行程發(fā)信器（二位三通常斷式行程閥）組成的換向回路。實(shí)際中，基本單元的氣缸可以是單作用的及其它各種氣缸等，換向閥可用二位五通的及三位閥，氣控的、電控的和單控閥。具體元件由實(shí)際控制回路決定。行程程序控制回路的基本單元第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 在回路設(shè)計(jì)中規(guī)定，用大寫(xiě)

28、字母A、B、C等表示氣缸，用下標(biāo)“ 1”與“ 0”表示氣缸活塞桿的兩種不同狀態(tài)。如 A1表示氣缸 A活塞桿伸出狀態(tài)，A0表示氣缸 A活塞桿的退回狀態(tài)?？刂茪飧讚Q向的主控?fù)Q向閥也用與其控制的缸所相應(yīng)的文字符號(hào)表示。 用帶下標(biāo)l、0的小寫(xiě)字母a、b、c等分別表示相應(yīng)的氣缸活塞桿伸出或退回到終端位置時(shí)所碰到的行程閥。如a1為對(duì)應(yīng)于缸A活塞桿伸出位置的行程閥和其輸出信號(hào)，b0為對(duì)應(yīng)于缸B活塞桿返回位置的行程閥和其輸出信號(hào)。行程閥發(fā)出的信號(hào)稱為原始信號(hào)。右上角帶* 號(hào)的信號(hào)是經(jīng)過(guò)邏輯處理而排除障礙后的執(zhí)行信號(hào)，如 a0*、a1* ；而把不帶* 號(hào)的信號(hào)叫作原始信號(hào)，如a0、a1 等。第第7章章 行程程序

29、控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講111BAa 行程程序表示方法行程程序表示方法 行程程序可用工作程序圖來(lái)表示氣缸按對(duì)象的操作要求所完成的動(dòng)作順序。例如有兩個(gè)氣缸A、B，要求其動(dòng)作順序?yàn)椋篈缸進(jìn)B缸進(jìn)B缸退A缸退，工作程序圖見(jiàn)下圖所示。圖中，n為啟動(dòng)信號(hào)。 工作程序圖 圖中的箭頭提示順序動(dòng)作的方向，箭頭上方的小寫(xiě)字母表示行程閥發(fā)出的行程信號(hào)。 如當(dāng)A1動(dòng)作完成后發(fā)出a1信號(hào)，B1動(dòng)作完成后發(fā)出b1信號(hào)。般情況下，氣缸的每一個(gè)動(dòng)作總伴隨有一個(gè)行程閥動(dòng)作。按照程序動(dòng)作的氣缸依次發(fā)出行程信號(hào)，而該行程信號(hào)又命令下一個(gè)氣缸動(dòng)作。如 表示當(dāng)A1動(dòng)作完成后發(fā)出a1信號(hào)，a1信號(hào)命令B1動(dòng)作。

30、由此可見(jiàn)，氣缸的動(dòng)作順序和行程閥發(fā)出的信號(hào)順序是一致的。程序中的每一次動(dòng)作稱為一個(gè)節(jié)拍，圖中所示的程序有五個(gè)節(jié)拍。 圖中所示的程序框圖可進(jìn)一步省略圖中的箭頭和信號(hào)，可寫(xiě)成：A1B1B0A0。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講1繪制方格圖繪制方格圖 在繪制XD線圖時(shí)，首先要繪制方格圖在方格的頂部?jī)尚蟹謩e按照工作程序從左至右依次填入程序序號(hào)（或節(jié)拍號(hào)）1、2、3、4等及其相應(yīng)的動(dòng)作狀態(tài)A1、B1、B0、A0。在最右邊留一欄作為“執(zhí)行信號(hào)”填寫(xiě)執(zhí)行信號(hào)表達(dá)式。 在方格圖最左邊縱欄從上至下分別填入程序序號(hào)、控制信號(hào)及其控制的動(dòng)作狀態(tài)（即XD組）。每個(gè)“XD組”包括上下

31、兩行，上行為行程信號(hào)行，下行為該信號(hào)控制的動(dòng)作狀態(tài)。例如，a0（A1）表示是由信號(hào)a0控制A1動(dòng)作。如果一個(gè)信號(hào)同時(shí)控制兩個(gè)動(dòng)作，則應(yīng)在該節(jié)拍中分兩格填寫(xiě)。 方格下部的備用格可以根據(jù)具體情況填入中間記憶元件（如輔助閥）的輸出信號(hào)、消障信號(hào)以及連鎖信號(hào)等。例如，對(duì)于節(jié)拍2為中間記憶元件（如輔助閥）的輸出信號(hào)，其用于節(jié)拍2的消障。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講(1)選擇別的控制信號(hào)作為制約信號(hào)00001111.)(*.)(*cbAbcaBa(2)選用控制閥輸出作為制約信號(hào)1001.)(*.)(*1000011111baabKaCbAbKaCaBa(3)另設(shè)輔助

32、元件的輸出作制約信號(hào)0110.)(*.)(*000111ccccKbAbKaBa(4)利用現(xiàn)有信號(hào)經(jīng)邏輯運(yùn)算后所獲得的新信號(hào)作為制約信號(hào)10000111.)(*.)(*cbAbcaBa第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講氣動(dòng)邏輯原理圖的繪制氣動(dòng)邏輯原理圖的繪制 根據(jù)XD線圖中執(zhí)行信號(hào)的邏輯表達(dá)式，利用上述符號(hào)按照下列步驟繪制。（1）把系統(tǒng)中每個(gè)執(zhí)行元件兩種輸出狀態(tài)與相應(yīng)主控閥相連，從上而下依次畫(huà)在圖右側(cè)。（2）把發(fā)信裝置，如行程閥、啟動(dòng)閥等，大致對(duì)應(yīng)其所控制的執(zhí)行元件逐一畫(huà)在圖左側(cè)。（3）在圖的

33、中間布置反映執(zhí)行信號(hào)相互之間的邏輯關(guān)系的邏輯符號(hào)，并標(biāo)注相應(yīng)的邏輯函數(shù)表達(dá)式。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講繪制多缸單往復(fù)程序氣動(dòng)邏輯原理圖繪制多缸單往復(fù)程序氣動(dòng)邏輯原理圖 氣動(dòng)邏輯原理圖是根據(jù)XD線圖的執(zhí)行信號(hào)表達(dá)式，并考慮系統(tǒng)所需要的手動(dòng)、自動(dòng)、復(fù)位等要求所畫(huà)出的邏輯框圖。當(dāng)畫(huà)出邏輯原理圖后，再按它就可以較快地畫(huà)出氣動(dòng)回路原理圖。它是由XD線圖轉(zhuǎn)換成氣動(dòng)回路原理圖的橋梁。氣動(dòng)邏輯原理圖的基本組成及符號(hào) （1）在邏輯原理圖中，主要用“是”、“與”、“或”、“非”和“雙穩(wěn)”等邏輯符號(hào)表示。

34、注意，其中任一邏輯符號(hào)可理解為邏輯運(yùn)算符號(hào)，不一定總代表某一確定的元件，這是因?yàn)檫壿媹D上的某邏輯符號(hào)，在氣動(dòng)回路原理圖上可用多種方案表示。（2）執(zhí)行元件動(dòng)作的兩種輸出狀態(tài)，如：伸出縮回、正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，由主控閥及其輸出表示，而主控閥常用雙控閥，具有記憶功能，可以用“雙穩(wěn)”邏輯符號(hào)來(lái)表示。（3）行程發(fā)信裝置主要是行程閥，也包括外部信號(hào)輸入裝置，如：?jiǎn)?dòng)閥、復(fù)位閥等。這些原始控制信號(hào)用小方框加相應(yīng)的內(nèi)部標(biāo)注表示。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講繪制氣動(dòng)回路原理圖繪制氣動(dòng)回路原理圖 氣動(dòng)回路原理圖是根據(jù)邏輯原理圖繪制的，繪制時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）要根據(jù)具體情況而選用氣

35、閥或邏輯元件。通常氣閥及執(zhí)行元件圖形符號(hào)必須按液壓及氣動(dòng)圖形符號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制。（2）一般規(guī)定工作程序圖的最后程序終了時(shí)作為氣動(dòng)回路的初始位置（或靜止位置），因此，氣動(dòng)回路原理圖上氣閥的供氣及進(jìn)出口連接位置，應(yīng)按回路初始位置的狀態(tài)連接。（3）控制回路的連接一般用虛線表示，但對(duì)復(fù)雜的氣動(dòng)系統(tǒng)，為防止連線過(guò)亂，亦可用細(xì)實(shí)線代替虛線。（4）“與”、“或”、“非”、“雙穩(wěn)”等邏輯關(guān)系可用邏輯元件或二位換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。行程閥與啟動(dòng)閥常采用二位三通閥。 第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 （5）在回路原理圖上應(yīng)寫(xiě)出工作程序或?qū)Σ僮饕蟮奈淖终f(shuō)明。 （6）氣動(dòng)回路原理圖的習(xí)慣畫(huà)

36、法：把系統(tǒng)中全部執(zhí)行元件（如氣缸、氣馬達(dá)等）水平排列，在執(zhí)行元件的下面畫(huà)上相對(duì)應(yīng)的主控閥，而把行程閥直觀地畫(huà)在各氣缸活塞桿伸縮狀態(tài)對(duì)應(yīng)的水平位置上。 圖722是按圖721邏輯原理圖的要求，采用直觀的習(xí)慣畫(huà)法繪制而成的氣動(dòng)回路原理圖。圖中n為啟動(dòng)閥，K為中間記憶元件（輔助閥）。在畫(huà)氣動(dòng)回路原理圖時(shí)要注意，無(wú)障礙的原始信號(hào)，如圖中的a0，b1，直接與氣源相接（有源元件）。有障礙的原始信號(hào)，如圖中的a1、b0，若用邏輯回路法消障，不能直接與氣源相接（無(wú)源元件）；若用輔助閥消障，則只須使它們通過(guò)輔助閥與氣源串接。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 最后還必須指出，以上

37、的氣動(dòng)回路原理圖僅是為了執(zhí)行元件完成所需要的動(dòng)作設(shè)計(jì)，它只是整個(gè)氣動(dòng)控制系統(tǒng)的一部分。一個(gè)完整的氣動(dòng)系統(tǒng)還應(yīng)有氣源裝置、調(diào)速線路、手動(dòng)及自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置及顯示裝置等部分。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 二、電氣控制線路圖二、電氣控制線路圖 為適應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的需要，行程程序系統(tǒng)也常采用電氣控制。這是出于采用電氣控制的行程程序系統(tǒng)具有壽命長(zhǎng)，可靠性高，可以直接利用各種傳感器(位置、壓力、溫度等)的輸出信號(hào)達(dá)到控制目的，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。這就是近年越來(lái)越多地采用電控的原因之一。

38、當(dāng)選擇電控的氣動(dòng)閥操縱氣動(dòng)執(zhí)行元件時(shí)，控制線路中的控制元件是由電氣開(kāi)關(guān)等元件組成。設(shè)計(jì)此類系統(tǒng)的方法仍可采用信號(hào)動(dòng)作(XD)狀態(tài)圖法，卡諾圖法及程序控制線圖法等。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 1、氣動(dòng)缸的往復(fù)回路、氣動(dòng)缸的往復(fù)回路第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 (a) 是氣動(dòng)缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)回路最簡(jiǎn)單的情況，按下按鈕AN1氣動(dòng)缸前進(jìn)，放開(kāi)后氣動(dòng)后退的回路，按鈕與活塞動(dòng)作間的關(guān)系如程序線圖所示。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 (b)是按下AN1前進(jìn)，按下AN2后退的串聯(lián)按紐回路，且為自保

39、持往復(fù)回路。AN1使繼電器J勵(lì)磁并進(jìn)入自保持狀態(tài)后，觸點(diǎn)J 閉合、電磁鐵線圈DFQ勵(lì)磁，活塞前進(jìn)。 AN2是為了解除上述自保持狀態(tài)而設(shè)置的，當(dāng)按下AN2后，繼電器DFQ斷電消磁，觸點(diǎn)J斷開(kāi)，DFQ消磁，單控四通閥復(fù)位，氣動(dòng)缸退回。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 (C是按下AN1時(shí)，活塞自動(dòng)作一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)的回路，是(b)回路的運(yùn)用。即用行程開(kāi)關(guān)LX2代替按鈕AN2解除自保持，但若繼續(xù)按著AN1不放時(shí)，活塞將在前進(jìn)端附近不停地作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這樣將使繼電器和電磁閥線圈發(fā)熱燒毀。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講（d）是為了防止上述

40、不停的往復(fù)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的回路，該回路的特點(diǎn)是已經(jīng)后退的活塞桿在與后退端LX1接觸之前，繼電器J1不會(huì)勵(lì)磁?；钊倪\(yùn)動(dòng)情況是若繼續(xù)按下AN1時(shí)，活塞作連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，若按下AN1就立即放開(kāi)，則活塞只作一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講(e)是即使AN1一直閉合，活塞也只作一次住復(fù)運(yùn)動(dòng)，要使活塞再次前進(jìn)，在放開(kāi)AN1后再按一次AN1。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講2、在前進(jìn)端暫時(shí)停止的回路、在前進(jìn)端暫時(shí)停止的回路 活塞桿在前進(jìn)端使LX2閉合時(shí)不立刻給出指令，而是通過(guò)時(shí)間繼電器。在規(guī)定的時(shí)間后使列號(hào)5的繼電器觸點(diǎn)閉合和列

41、號(hào)2的繼電器觸點(diǎn)SJ斷開(kāi)，因此回路變成為活塞桿在前進(jìn)端停留一定的時(shí)間后才始退回。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 3、活塞桿連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)回路、活塞桿連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)回路第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 當(dāng)按下ANl后，繼電器J0勵(lì)滋，并進(jìn)入自保持狀態(tài)，同時(shí)列號(hào)3的觸點(diǎn)J0閉合。繼電器J1被勵(lì)磁，并進(jìn)入自保持狀態(tài)，同時(shí)列號(hào)7的觸點(diǎn)J1閉合，電磁閥線圈DFQ被勵(lì)磁，活塞桿前進(jìn)，(參看圖724)，在前進(jìn)端接觸LX2，繼電器J2勵(lì)磁，并進(jìn)入自保持狀態(tài)，同時(shí)列號(hào)3的常閉觸斷點(diǎn)J2斷開(kāi)，繼電器J1自保持被解除。列號(hào)7觸點(diǎn)Jl斷開(kāi)、DFQ消

42、磁，電磁換向閥復(fù)位，活塞桿后退。與行程開(kāi)關(guān)LX1接觸后，繼電器J2的自保持被消除，列號(hào)3的常閉觸點(diǎn)J2閉合，使繼電器J1再次勵(lì)磁并進(jìn)入保持狀態(tài)，列號(hào)7觸點(diǎn)J1再次閉合，活塞前進(jìn)。這樣不斷循環(huán)下去，使活塞桿連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。為使系統(tǒng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)停止，在列號(hào)1上設(shè)置常閉按鈕開(kāi)關(guān)AN2。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 4、電控行程程序控制系統(tǒng)、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)和電控線路同時(shí)畫(huà)出。 (2) 一般情況下，當(dāng)一個(gè)控制信號(hào)在并聯(lián)線路中使用兩次以上，應(yīng)選用有兩對(duì)觸點(diǎn)的行程開(kāi)關(guān)。或者通過(guò)繼電器派生出更多的等效信號(hào)。 (3) 主控閥可采

43、用直動(dòng)式電磁閥或先導(dǎo)式電磁閥，電源可用直流或交流。但應(yīng)特別注意，采用交流雙控直動(dòng)式電磁閥時(shí)，該閥兩側(cè)電磁鐵線圈不能同時(shí)得電，以防止燒毀線圈，為此應(yīng)設(shè)計(jì)保護(hù)線路。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講01011011)(*)(*abCbbaCa保護(hù)線路第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講77 多往復(fù)行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)多往復(fù)行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 多住復(fù)行程程序是指程序運(yùn)行一個(gè)循環(huán)中，氣動(dòng)缸作多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)。一、多往復(fù)行程程序控制的特點(diǎn) 1) 在多往復(fù)程序中，其多往復(fù)的氣動(dòng)缸的多次動(dòng)作在不同時(shí)刻可能受不同的信號(hào)控制。 2) 在多往復(fù)氣

44、功缸的多次動(dòng)作中，終端行程閥發(fā)出的多次信號(hào)，在不同的時(shí)刻可能控制不同的功作。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講二、多往復(fù)行程程序的二、多往復(fù)行程程序的XD狀態(tài)線圖的畫(huà)法狀態(tài)線圖的畫(huà)法 1) 按執(zhí)行元件動(dòng)作的數(shù)目確定行數(shù)，根據(jù)動(dòng)作先后次序?qū)?dòng)作及控制信號(hào)成組地分別填入最左一列，其他的和在第四節(jié)中介紹相同。 2) 動(dòng)作及信號(hào)線的畫(huà)法也同前。 第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講多往復(fù)行程程序控制多往復(fù)行程程序控制XD線圖的特點(diǎn)線圖的特點(diǎn)(1) 多往復(fù)缸的多次動(dòng)作狀態(tài)

45、線是多次斷續(xù)出現(xiàn)的線段。(2) 多往復(fù)缸多次產(chǎn)生的控制信號(hào)線也是多次斷續(xù)出現(xiàn)的。(3) 多次出現(xiàn)的行程閥的控制信號(hào)并不是每次出現(xiàn)時(shí)其狀態(tài)線前端都有執(zhí)行段。有時(shí)可能成為II型障礙段。例如節(jié)拍按程序應(yīng)是b0控制C1，此時(shí)b0有執(zhí)行段，而對(duì)C0來(lái)說(shuō)，此時(shí)的b0成為障礙段，其余類推。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講三、障礙的判別和消除三、障礙的判別和消除 障礙信號(hào)的判別方法與前面第五節(jié)所述的相同，即將每一行內(nèi)的控制信號(hào)線和動(dòng)作狀態(tài)線-對(duì)應(yīng)地進(jìn)行長(zhǎng)短比較，多余的部分即為障礙，圖中仍用波浪線表示。由圖752可知，除b0存在II型障礙外，其余的都是I型障礙。II型障礙是由

46、于B缸往復(fù)運(yùn)行兩次引起的。 為了消除上述障礙,多往復(fù)行程程序線路設(shè)計(jì)中常采用一種技巧，即把多次出現(xiàn)的行程信號(hào)變成若干個(gè)獨(dú)立的信號(hào)，而后用這些脈沖信號(hào)作 中的通信號(hào)S和斷信號(hào)R，并取 作為制約信號(hào)消除障礙。例如用C1和C1可以將b1變成兩個(gè)獨(dú)立的脈沖信號(hào)b11和b12，其中然后作成制約信號(hào)及 等。在xD線圖中分別寫(xiě)出了單控和雙控執(zhí)行信號(hào)的邏輯表達(dá)式。上述區(qū)別斷續(xù)出現(xiàn)的多次信號(hào)的方法是設(shè)計(jì)多往復(fù)行程程序控制系統(tǒng)中的一種基本方法。SRK11121111,CbbCbbSRK1112012011,bbababKKK第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講氣動(dòng)控制回路圖第第7章

47、章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講四、繪制行程程序控制線路圖四、繪制行程程序控制線路圖電氣控制回路第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講氣動(dòng)控制回路氣動(dòng)控制回路第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講多缸多往復(fù)行程程序回路設(shè)計(jì)多缸多往復(fù)行程程序回路設(shè)計(jì) 多缸多往復(fù)程序控制系統(tǒng)是指在給定工作程序的一個(gè)工作循環(huán)中，

48、至少有一個(gè)執(zhí)行元件存在兩次或兩次以上的往復(fù)動(dòng)作。下面以一個(gè)雙缸多往復(fù)程序“A1B1B0B1B0A0”為例，說(shuō)明其設(shè)計(jì)方法。一、程序動(dòng)作的特點(diǎn)一、程序動(dòng)作的特點(diǎn) 雙缸多往復(fù)程序“A1B1B0B1B0A0”，從這個(gè)程序可以發(fā)現(xiàn)多缸多往復(fù)程序動(dòng)作常常存在下面兩個(gè)特點(diǎn):1氣缸的同一動(dòng)作在不同的節(jié)拍里可能由不同的行程閥發(fā)出的信號(hào)控制。例如，動(dòng)作B1，在第2節(jié)拍由a1 控制，第4節(jié)拍由b0 控制。這是II型障礙信號(hào)常見(jiàn)的一種形式。在回路設(shè)計(jì)時(shí)，可以用邏輯“或”對(duì)兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行綜合，即 。2程序中的同一個(gè)行程閥可能多次發(fā)出信號(hào)命令不同的氣缸或者同一氣缸的兩個(gè)相反的動(dòng)作。例如信號(hào)b0，在第4節(jié)拍命令B1動(dòng)作，第

49、6節(jié)拍命令A(yù)0 動(dòng)作。這就是說(shuō)，同一個(gè)行程閥b0發(fā)出的信號(hào)卻要去控制缸B和缸A的兩個(gè)動(dòng)作。這又是一種多缸多往復(fù)程序型障礙的常見(jiàn)形式，這種障礙信號(hào)的排除就顯得比較復(fù)雜。1*1*1Bba第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講二、多缸多往復(fù)程序二、多缸多往復(fù)程序XD線圖的繪制線圖的繪制 多缸多往復(fù)程序的XD線圖的繪制方法與多缸單往復(fù)程序的繪制方法類似，只是為了簡(jiǎn)化XD線圖，使信號(hào)與動(dòng)作之間的關(guān)系更加清楚，將在不同節(jié)拍內(nèi)控制同一動(dòng)作的不同信號(hào)線及其動(dòng)作狀態(tài)線畫(huà)在同一橫行內(nèi)。例如：信號(hào)線 a1（B1）、b0（B1）與所控制的動(dòng)作B1的動(dòng)作狀態(tài)線，均畫(huà)在第2橫行內(nèi)。此外，將控

50、制不同動(dòng)作的同名信號(hào)線在相應(yīng)的格內(nèi)補(bǔ)齊，例如：b0（B1）在第2行內(nèi)補(bǔ)齊，而b0（A0）則在第4行內(nèi)補(bǔ)齊。這樣，就得到了如圖1522所示的程序“A1B1B0B1B0A0”的XD線圖。 由圖1522可知，多往復(fù)程序不僅存在 I型障礙信號(hào)，而且存在 II型障礙信號(hào)。如：信號(hào) a1 存在I型障礙，而信號(hào)b0既存在I型障礙又存在II型障礙。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講圖圖1522 程序程序“A1B1B0B1B0A0”的的XD線圖線圖第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講三、三、II型障礙的消除型障礙的消除 由于II型障礙的實(shí)質(zhì)是重復(fù)

51、出現(xiàn)的信號(hào)在不同的節(jié)拍內(nèi)控制不同的動(dòng)作，因此消除II型障礙的根本方法是：對(duì)重復(fù)信號(hào)進(jìn)行正確的分配。具體方法如下：1、對(duì)于非連續(xù)往復(fù)動(dòng)作中的II型障礙 對(duì)于非連續(xù)往復(fù)動(dòng)作中的II型障礙，采用雙穩(wěn)和雙“與”門(mén)元件分配重復(fù)信號(hào)來(lái)消除。例如，對(duì)于多缸多往復(fù)程序“A1B1C1B0A0B1C0B0”，在一個(gè)工作循環(huán)，B缸存在兩次往復(fù)動(dòng)作，而且不是連續(xù)動(dòng)作。其中，信號(hào)b1 在節(jié)拍3和節(jié)拍7中分別控制動(dòng)作C1和C0；信號(hào)b0在節(jié)拍 5和節(jié)拍 1中分別控制動(dòng)作 A0和 A1。為了解決信號(hào) b0和b1 的二次分配問(wèn)題，可以借助中間動(dòng)作C1和C0所產(chǎn)生的獨(dú)立信號(hào)c1和c0作為輔助信號(hào)，用雙穩(wěn)和雙“與”門(mén)元件來(lái)解決信

52、號(hào)分配問(wèn)題。其邏輯原理圖如圖1523所示，氣動(dòng)元件回路圖如圖1524所示。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講圖1523 邏輯原理圖圖1524 氣動(dòng)元件回路圖 第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 采用上述方法消障以后，執(zhí)行信號(hào)的邏輯函數(shù)表達(dá)式為b1（C1）b1；b1（C0）b1 （1524）b0（A0）= b0；b0（A1）=b0 （1525） 需要注意的是：所選用的兩個(gè)原始信號(hào)（這里為c1和c0）必須是不同時(shí)出現(xiàn)在II型障礙信號(hào)（這里為b1和b0）前后兩次出現(xiàn)的間隔內(nèi)的短信號(hào)，否則有可能出現(xiàn)新的障礙。2對(duì)于連續(xù)往復(fù)動(dòng)作中的II

53、型障礙 對(duì)于連續(xù)往復(fù)動(dòng)作中的II型障礙，此時(shí)重復(fù)動(dòng)作的執(zhí)行元件在多次往復(fù)動(dòng)作之間沒(méi)有獨(dú)立的中間信號(hào)存在，則可以采用下面的連續(xù)重復(fù)信號(hào)分配回路來(lái)消除。 例如，對(duì)于多缸多往復(fù)程序“A1B1B0B1B0A0”，B缸連續(xù)兩次重復(fù)動(dòng)作產(chǎn)生的二次重復(fù)信號(hào)b0，先后控制動(dòng)作B1和A0。此時(shí)產(chǎn)生的 II型障礙信號(hào)b0可以采用圖 1525所示的連續(xù)重復(fù)信號(hào)分配回路來(lái)消障。 由圖1525a可知，該回路由兩個(gè)雙穩(wěn)元件R1和R2，以及三個(gè)“與”門(mén)元件如Y1、Y2和 Y3構(gòu)成。其中為b0是多次重復(fù)的障礙信號(hào)；a0是雙穩(wěn)元件 R1和 R2的置“0”信號(hào)（可選取程序中合適的原始信號(hào)）；b1為是連續(xù)往復(fù)中間信號(hào)。第第7章章

54、行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講（a） （b）圖1525 連續(xù)重復(fù)信號(hào)b0的分配回路（a）邏輯原理圖；（b）氣動(dòng)回路圖。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 信號(hào)分配的原理是：首先輸入a0信號(hào)，使雙穩(wěn)元件R1和R2置“0”（即復(fù)位）。當(dāng)b1信號(hào)第一次輸入后，“與”門(mén)元件Y3無(wú)輸出；待 b0信號(hào)第一次輸入后，“與”門(mén)元件 Y2輸出執(zhí)行信號(hào)b0*（B1），控制動(dòng)作B1；同時(shí)，使雙穩(wěn)元件R1 置“1”。 當(dāng)b1信號(hào)第二次輸入后，“與”門(mén)元件Y3有輸出，使雙穩(wěn)元件R2置“1”；待b0信號(hào)第二次輸入后，“與”門(mén)元件Y1輸出執(zhí)行信號(hào)的b0*（A0），

55、控制動(dòng)作A0，從而完成了連續(xù)重復(fù)信號(hào)b0的分配。 圖1525b是相應(yīng)的氣動(dòng)回路原理圖，其中R1為二位三通換向閥（計(jì)數(shù)閥），R2為二位五通換向閥。 對(duì)于連續(xù)多次重復(fù)動(dòng)作的系統(tǒng)，可以按照上述原理進(jìn)行多次重復(fù)信號(hào)分配，當(dāng)然回路將變得很復(fù)雜。因此，可以采用輔助機(jī)構(gòu)、輔助行程閥或者定時(shí)發(fā)信裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)多缸多次重復(fù)信號(hào)的分配，其特點(diǎn)是：在多往復(fù)執(zhí)行元件的行程終點(diǎn)設(shè)置多個(gè)行程閥或者定時(shí)發(fā)信裝置，使每個(gè)行程閥僅控制一個(gè)動(dòng)作或者根據(jù)程序定時(shí)發(fā)信，從而消除II型障礙。 根據(jù)圖1522的XD線圖和圖1525 的連續(xù)重復(fù)信號(hào)b0的分配回路，可以得到雙缸多往復(fù)程序“A1B1B0B1B0A0”的邏輯原理圖（圖1526），及

56、其氣動(dòng)控制回路圖（圖1527）。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講圖1526 “A1B1B0B1B0A0”邏輯原理圖第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講圖1527 “A1B1B0B1B0A0”氣動(dòng)控制回路圖第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講78 選擇程序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選擇程序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、自動(dòng)選擇程序 自動(dòng)選擇程序控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是：當(dāng)系統(tǒng)完成某一動(dòng)作后，下一步應(yīng)執(zhí)行哪一動(dòng)作要根據(jù)檢測(cè)元件的信號(hào)來(lái)確定。例如，一臺(tái)檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量的設(shè)備，不可能事先知道某件產(chǎn)品合格與否，必須根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，由傳感器給出

57、合格與不合格的信號(hào)，根據(jù)此信號(hào)決定該產(chǎn)品應(yīng)送入成品庫(kù)或廢品庫(kù)，即由傳感器的信號(hào)來(lái)自動(dòng)選擇程序運(yùn)行。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講例例75例75 設(shè)產(chǎn)品選擇程序?yàn)榭梢钥闯鲱}給程序可能出現(xiàn)下述三種閉合環(huán)路程序，用節(jié)拍號(hào)表示。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 1、合格與不合格產(chǎn)品交替出現(xiàn)，其行程程序?yàn)椋?、合格產(chǎn)品重復(fù)出現(xiàn)，其行程程序?yàn)椋?3、不合格產(chǎn)品交替出現(xiàn)，其行程程序?yàn)椋旱诘?章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 對(duì)于這樣的控制系統(tǒng)，可以先按第一種程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后再對(duì)于這樣的控制系統(tǒng)，可以先按

58、第一種程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后再驗(yàn)驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的程序控制系統(tǒng)是否也適用于后兩種情況。對(duì)于第一驗(yàn)驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的程序控制系統(tǒng)是否也適用于后兩種情況。對(duì)于第一種情況，其具體程序?yàn)椋悍N情況，其具體程序?yàn)椋旱诘?章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 由圖755可知，信號(hào)a1存在有脈沖障礙，只要A01時(shí)，此脈沖障礙自行消失。為了使所設(shè)計(jì)的線路更可靠地適用于后兩種情況，應(yīng)要進(jìn)行逐環(huán)核對(duì)。逐環(huán)核對(duì)實(shí)際上是檢查消除障礙的制約信號(hào)是否仍有效。實(shí)際上，主令信號(hào)作制約信號(hào)是不必校核的，因?yàn)橹焕盟鼈冊(cè)诟鞴?jié)拍當(dāng)時(shí)的狀態(tài)。但是記憶信號(hào) 則

59、必須檢查，如果記憶信號(hào)的通信號(hào)S和斷信號(hào)R分別屬于兩個(gè)程序，而因回路在某種情況下只按一種程序運(yùn)行，則記憶信號(hào) 或恒為邏輯0或恒為邏輯l，這樣的S和R是不滿足要求，因此選擇記憶信號(hào) 的通、斷信號(hào)時(shí)，應(yīng)在同一程序中選擇。本例中的制約信號(hào) 的c1，n同屬第3程序，因此滿足要求。由XD狀態(tài)線圖755可作出本例題的自動(dòng)選擇程序氣功控制回路，如圖755所示。SRK1cnKSRKSRK第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講二、人工預(yù)選程序二、人工預(yù)選程序 人工預(yù)選程序是在系統(tǒng)運(yùn)行前由操作者根據(jù)需要，通過(guò)“程序預(yù)

60、選閥”事先選擇好所要執(zhí)行的程序。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講例例76 設(shè)有選擇程序?yàn)樵O(shè)有選擇程序?yàn)?由題結(jié)選擇程序可知：該程序可助過(guò)回轉(zhuǎn)式程序預(yù)選閥使程序變成如下兩個(gè)獨(dú)立的閉合環(huán)路程序，即（1）A1B1B0 C1C0A0，（2）A1C1C0A0兩個(gè)程序，為了判別和消除障礙，需分別根據(jù)上述兩個(gè)獨(dú)立程序作XD狀態(tài)線圖，如圖757(a)(b)所示。第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講第第7章章 行程程序控制系統(tǒng)行程程序控制系統(tǒng) 燕山大學(xué)吳曉明教授主講 分析上述兩個(gè)程序可知，它們之間的區(qū)別僅在于B缸是否參與運(yùn)行，控制信號(hào)a1在不同