气动行程程序控制系统图.ppt

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第七章行程程序控制系统,7-1概述,1、程序控制：

是根据生产过程中的物理量（位移、时间、压力、温度、液位等）的变化使控制对象的执行机构按预先给定的程序有序协调地工作。

2、类别：

数字程序控制简单的程序控制：

行程控制：

单往复人工预选程序多往复自动选择程序时间控制行程与时间混合控制3、行程程序控制系统的组合成,外部指令信号,逻辑控制回路,转换或放大,执行元件,被控对象,行程发信装置,方框图（闭环回路）,该系统是指执行元件执行某一动作后，由行程发信器发出信号，此信号输入逻辑控制回路，由其做出逻辑运算发出有关执行信号，指挥执行元件完成下一步动作，此动作完成后，又发出新的信号，直至完成预定的控制为止。

逻辑控制回路：

由气动方向阀或气动逻辑元件根据程序要求的逻辑表达式组成；执行元件：

气缸、气液缸、气马达、气动阀门、气电转换器等行程发讯装置：

发出位置（或行程）信号的传感器，为机控行程阀、行程开关等动力源：

压缩机、分水滤气器、干燥器、储气罐、调节阀、油雾器等,时间程序信号发生器,信号（脉冲）分配回路,执行元件,被控对象,时间程序控制系统,7-2气动系统中常用的电气回路,一、控制继电器1、工作原理：

通过按钮或限位开关使电磁铁线圈通电励磁，吸合触点，使被控制的主回路闭合通电。

电源,主回路,继电器,控制回路,电池,按钮开关,限位开关,图7-2继电器工作原理图,2、分类：

按工作原理：

电磁式、感应式、机械式、电动式等按动作信号：

电流继电器、电压继电器、时间继电器、热继电器、温度继电器、速度继电器,二、串联回路逻辑与,1,LX,1,J,1,LX,2,J,2,LX,3,J,3,J,4,2,3,4,5,J,4,J,1,J,2,J,3,DFQ,图7-3串联电路图,三、并联回路逻辑或,1,LX,1,J,1,LX,2,J,2,LX,3,J,3,J,4,2,3,4,5,J,1,图7-3并联电路图,J,4,DFQ,J,2,J,3,6,7,4,5,6,7,四、自保持电路记忆回路（继电器以自己的触点保持励磁状态）,1,J,A,2,3,图7-5按钮开关电路,B,2,3,动断触点,动合触点,1,J,A,2,3,图7-6自保持电路,B,2,3,QA,J触点1,J触点3,J触点2,4,4,五、延时电路,1,2,图7-8延时电路,2,QA,SJ,XD,QA,接通,QA,断电,接通,断电,延时时间,时限,触点,1,2,2,QA,SJ,XD,QA,接通,QA,断电,时限,触点,接通,断电,（a）,（b）,六、优先电路,1,2,3,2,5,AN,1,J,1,4,前进,J,1,LX,1,AN,2,J,2,J,2,LX,2,4,6,后退,DFQ,1,J,1,DFQ,2,J,2,5,6,DFQ,1,DFQ,2,图7-9气动缸往复运动回路及其操作电路,（b）,（a）,1,2,3,2,5,3,AN,1,J,1,4,前进,J,1,LX,1,AN,2,J,2,J,2,LX,2,4,6,1,后退,DFQ,1,J,1,DFQ,2,J,2,5,6,J,2,J,1,图7-10先入优先电路,7-3障碍信号,一、障碍信号的定义定义：

在同一时刻，主控阀的两端控制口同时存在控制信号，妨碍主控阀按预定程序换向。

二、常用符号的规定1、气缸或气马达大写字母A、B、C表示下标1、0表示气缸活塞杆的状态（1伸出、0缩回）2、小写字母a1a0b1b0与缸的动作相对应的行程阀及输出的信号（原始信号）1活塞杆伸出时行程阀发的信号0活塞杆缩回时行程阀发的信号3、A1*A0*B1*B0*执行信号（排除障碍的信号）,三、障碍信号的分类例：

A1A0B1B0a0是障碍信号，防碍B0动作型障碍多缸单往复系统b0是障碍信号，防碍A0动作型或型障碍多缸多往复系统主控阀产生输出信号A1、A0，控制信号m、n,1、滞消障碍：

障碍信号比控制信号出现时多存在一瞬间便自行消失（不需要排除，靠其自行消失）。

2、障碍信号的判别

（1）区间直观法：

行程程序A1、A0、B1、B0b0是aI的障碍信号a0是b1的障碍信号,m,A,1,A,0,无障碍,I型障碍,II型障碍,

（2）例：

A1、B1、A0、C1、C0、B0,要产生C0动作有C1信号，而产生C1动作有a0信号，a0先于C1产生，且不消失，故a0是C0的障碍信号结论：

在某发信元件的往复（或复和往）的运动区间内，若含有直接受控元件的往和复运动，则发信元件发出的控制信号有障碍。

（2）XD状态图法：

C,1,C,0,C,1,a,0,B,1,B,0,c0,A是发信缸,C是受控缸,C是发信缸,B是受控缸,a1,7-4信号动作（X-D）固态图,一、X-D状态图图框的画法,二、动作状态线的画法粗实线：

起点：

纵横坐标大写字母同，且字母下标也相同的方格左端终点：

纵横坐标大写字母同，且字母下标相异的方格左端说明：

各节拍间的纵向分界线,是各主控阀的切换时间线任一主控阀，它的两个输出总是互为反相，即两个输出状态线可水平地连接或一闭合直线。

三、控制信号线的画法细实线：

起点：

符号相同的字母及下标的未端终点：

字母相同，下标相异的行程开始后的前端控制信号总比它所控制的动作早一瞬间开始，而在动作把相切换后一瞬间结束。

执行段：

控制信号比动作状态线提前产生的那个出头部分是使主控阀切换这一命令的有效部分（由于主控阀的记忆功能，其余部分可有可无）,7-5障碍信号的判别及消除,一、XD线图判别障碍1、控制信号线比它所控制的动作状态线短无障碍；,2、控制信号线比它所控制的动作状态线长有障碍；,3、控制信号线与它所控制的动作状态线基本等长，仅多出一出头部分滞消障碍（自行消失，无需消除）,二、障碍信号的消除型障碍的产生：

控制信号线比动作状态线长排除障碍的实质：

缩短控制信号存在的时间，使长信号变为短信号（信号线最长等于它所控制的动作线）。

1、逻辑与运算m*（执行信号）=m（控制信号）x（制约信号）要求：

制约信号x的状态线与控制信号m的执行段重合，与m的障碍段不重合。

可做制约信号的有：

（1）其它控制信号；

（2）其他主控阀输出信号；（3）辅助阀输出信号；（4）系统中原有信号通过各种逻辑运算获得的新信号,2、辅助阀（常采用二位三通阀）,m,m,*,K,x,1,x,0,x,1,x,0,TT,TT,m,K,x,1,x,0,x,1,x,0,m,*,=m,K,x,1,x,0,m,x,1,x,0,K,x,1,x,0,m,*,x1通信号：

含有被制约信号的执行段，而不与被制约信号的障碍段重合（或说在障碍段前结束）x0断信号：

在障碍段之前产生，而不与执行段重合。

且满足x1x0=03、逻辑非运算m*=mx要求x：

起点在m的执行段之后，障碍段之前终点在m在障碍段之后，执行段之前,m,m,*,=m,x,x,x,TT,TT,x,m,m,*,m,x,m,*,4、差压阀,5、将控制信号变成脉冲信号

（1）用机械式活络挡块使行程阀发出的信号脉冲信号,x,m,A,0,A,1,m-含有障碍的信号,x一出现m的障碍即消除,m,x,A1,A0,

（2）用可通过式行程阀,注意：

（1）

（2）回路中在安装往程阀时不能安装在缸的往程终点，而应保留一段行程以便使挡块或凸轮通过行程阀（3）直接用脉冲阀,脉冲阀（相当于延时断回路）脉冲信号时间长短可通过调节脉冲阀中的节流阀实现,7-6单往复行程程序控制系统的设计,一、XD线图法的设计步骤1、写出工作程序（即行程程序框图）2、画出XD线图3、判断障碍信号并排除障碍信号4、画出逻辑原理图5、画出气动回路原理图，并补充辅助功能6、选择元件参数,单往复：

在一次循环中，系统中各执行元件只作一次往复运动。

（此系统中每个行程阀在一个循环中只发出一个信号，且该信号所控制的动作是固定的）设计方法：

1、试凑法：

选用基本回路常用回路试凑在一起组成控制回路，然后分析能否满足要求。

2、逻辑设计法：

a、逻辑运算法（用逻辑代数来简化）b、图解法：

XD线图法、卡诺图法、程序控制线图法,图7-22程序A1B1C0B0A0C1的气动控制图,二、例：

1、立式自动钻床程序要求：

送料、夹紧、送料退与钻孔进同时发生，钻孔退、松平、再送料三个缸：

送料缸A、夹紧缸B、钻孔缸C,1、程序框图,送料缸进,A,1,启动信号m,夹紧缸进,B,1,a,1,b,1,送料缸退,A,0,钻扎缸进,C,1,钻孔缸退,C,0,c,1,夹紧缸退,B,0,c,0,b,0,自动钻床程序框图,A,1,m,B,1,a,1,b,1,A,0,C,1,C,0,c,1,B,0,c,0,b,0,简化后的程序框图,b,A,0,A,1,B,1,C,1,C,0,B,0,12345,A,1,B,1,A,0,C,1,C,0,B,0,程序,X-D,执行,信号,b,0,（A,1,）,A,1,a,1,（B,1,）,B,1,b,1,（A,0,）,A,0,c,1,（C,0,）,C,0,c,0,（B,0,）,B,0,nb,0,a,1,b1,b,1,（C,1,）,C,1,C,0,B,0,c0,c,0,b,0,c,0,a,1,c,0,B,1,b,c,0,序号,2、画XD线图3、判断障碍信号并排除障碍信号4、逻辑原理图,c,1,K,b,0,c,1,5、气动原理图：

注意：

线路应表示系统处于静止时的状态（1、气缸活塞位置2、线路信号线的连接）,n,A,nb,0,b1,B,1,B,0,C,1,C,0,c,1,c,0,c,1,a,1,c,1,b,0,c,0,K,b,0,c,1,二、电气控制线路图,1、气缸往复回路a、手动按钮操作b、带自保持的一次往复（往复均需手动）c、带自保持的一次往复（复用往程开关代替手动按钮解除往的自保持）特点：

如按住往的按钮，则活塞将在前进端附近不停地作往复d、为防止上述情况发生加互锁e、一次往复回路,AN,1,J,0,J,0,LX,2,J,2,J,2,LX,1,DFQ,J,1,DFQ,J,1,J,2,J,1,J,0,J,AN,1,AN,1,AN,1,AN,2,AN,1,LX,2,AN,1,LX,2,AN,1,LX,2,AN,1,LX,2,AN,1,AN,1,LX,2,N,O,电气线路图,程序线图,a,b,c,d,e,J,1,J,2,LX,2,LX,1,J,2,J,1,J,2,J,1,AN,1,DFQ,LX,2,AN,1,DFQ,J,AN,2,AN,1,DFQ,AN,1,2、在前进端暂时停止回路增加时间继电器3、活塞杆连续往复回路4、电控行程程序控制系统1.气动缸及主控阀组成的气压传动部分应和控制电路同时画出;2.控制信号多次引用,应选用至少两对触点的行程开关,或通过继电器派生出更多的等效信号;3.电控阀两电磁铁的互锁（一般直流双控及双控先导须互锁,1,2,3,4,5,6,666,6,AN1,J0,J1,SJ,J0,SJ,J1,J1,LX2,LX1,SJ,J0,DFQ,在前进端暂停的电路,AN1,AN2,J0,J0,J0,J1,J2,J2,J1,J1,J2,LX2,LX1,DFQ,活塞杆连续往复回路,A,0,A,1,C,1,C,0,B,1,B,0,a0,a1,b0,b1,c0,c1,c1,co,J1,J2,J3,J1,J2,J3,n,J1,a1,J3,ao,b1,J2,b0,J3,-b1,a0,CTA1,CTB1,CTC0,CTB0,CTA0,CTC1,