气动控制设计电气控回路讲课稿Word下载.docx
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注意圖4.1回路中通路4的a1觸點與通路3中的a0觸點之間的不同操作位置。
很清楚當循環繼電器CR閉合時A+將加上電壓。
開關b0是處於閉合狀態,盡管它是常開型觸點。
另一方面在通路3的b0觸點和通路2中的"
OFF"
有著根本的不同,雖然兩者在機器靜止時均處于關閉,但"
是"
常閉"
型開關,而b0則是一個"
常開"
型近接開關,動作程序一般由左到右。
如上圖所示,線路"
2"
上OFF開關當被按動時,其供電通路便馬上斷開,而位處於線路"
3"
上的"
b0"
近接開關當其復位時便會馬上切斷供應外電磁閥的電線通路。
常開型(N.O.)
常開型(N.O.),處於閉合狀態
常閉型(N.C.)
常閉型(N.C.),處於閉合狀態
氣缸磁性開關
常開(N.O.),處於閉合狀態
表4.2限位開關的主要符號
電-氣動回路
一個控制回路上升到一定的復雜程度時,不能用上述的邏輯分析進行設計。
在有序地進行設計時,對于一個順序回路圖通過"
逐步求解"
法畫出。
顯然電氣回路比氣動回路要簡單一些。
基礎知識顯然是一系列基本回路。
我們將從基礎開始然後擴展到較大的組合圖(以組成回路的模塊)。
我們把它們叫作子回路且存放在附錄的"
SC庫"
(SC代表子回路)中。
氣缸控制
對于一個由氣動或由電氣控制氣缸的回路的不同元件而言,基本上沒有什麼不同。
所有的編碼均按"
氣動技術教程"
且適用于任何電-氣動回路。
雙作用氣缸的手動控制
對于控制而言,驅動單作用或雙作用氣缸是毫無區別,只是方向控制閥由二位三通的功能改為二位五通的功能。
基本回路,由電線供應單元,按鈕(作為控制元件)及電磁閥組成。
繪畫獨立的氣動回路圖和電控回路圖是必需的,如圖4.3所示。
兩點"
OR"
(或)功能控制
於純氣控制系統上,,對于兩個位置的氣動控制需採用梭閥,從而避免有關氣訊號自另一氣閥排走。
對于電控系統則無此麻煩,二個(或更多)開關觸點能直接連到電磁線圈如圖4.4所示。
聯動觸點
當一個或更多的按鈕在"
或"
功能控制不同的元件時,需採用聯動觸點。
微型按鈕經因負載有限需要用繼電器實行"
聯動"
。
一個單觸點可同時加電壓到很多的元件上,只要它們的總電流值未超過其容量。
但當這些元件中的個別元件還控制其他開關時,就必須用兩個單獨的"
觸點來單獨執行兩種功能。
為說明,我們假設兩個開關中之一"
Pb1"
有兩個功能:
1.燈亮:
同時
2.起動氣缸A。
而"
Pb2"
只是開啟氣缸而無開燈功能。
如果按圖4.5a,兩個觸點將都開燈且開啟氣缸。
"
需要兩個單獨的觸點:
一是為使開燈,二是用于氣缸A起動的功能。
如果一個分開無法滿足需求時,可用繼電器上的兩個或更多的觸點來滿足這些功能。
按鈕"
控制繼電器線圈和兩個觸點執行如圖4.5b示的兩個功能。
兩個"
R1"
觸點可完成兩個"
觸點的同樣功能。
滑動單元,保持終端位置
當氣缸必須停留在未端位置直到發出相反命令時為止,應用有二個電磁線圈的雙穩態閥。
從功能和所表示符號上看,一個雙作用氣缸和任何其他的雙作用執行元件沒有什麼區別。
然而當象滑動單元、無杆氣缸,回轉氣缸,夾具等執行元件能夠看清結構時,就更易于讀懂回路。
這也是為什麼制造商制訂了他們自己的臨時非標準符號(ISO則頒布標準化的符號)。
我們只畫出最常用的一些符號。
(見附錄)如圖4.6所示,此問題的解決是用二個按鈕及一個雙穩態閥來解決的。
自動返回的擺動式執行元件
甚至小型擺動式執行元件都有檢測雙端位置的開關,它們被用于自動返回原位之檢測訊號。
當按鈕仍然保持操作時,復位運動便不能執行,即起動開關"
START"
打通並保持A+線圈供電的狀態下。
如圖4.7所示。
無杆氣缸的往復運動
如果在無杆氣缸行程兩端配有開關,此氣缸可進行連續性的往復運動。
一個雙穩態的"
起動"
開關能控制連續往復行程。
圖4.8即為一無杆氣缸舉例。
當停電時,運行將繼續直到行程末端,當電重新加上後往復運動又自動進行。
基本繼電器回路
保持回路
電氣故障時的自動返回
觸點轉換
圖4.9a為一由繼電器和一按鈕組成的自保持回路,不是梯形圖而是"
線圈的終端"
1"
與電池的負極相連,但"
端開路。
按下按鈕(圖4.9b),正極與繼電器線圈2端相連並加電壓(用細線表示)。
繼電器觸點改變位置,它的常開觸點,3-4端子,也使電池的正極與線圈相連。
鬆開按鈕後(圖4.9c)仍保持加電狀態,繼電器本身觸點保持線圈加電,如粗線所示。
圖4.9回路是不完整的;
線圈將保持加電直到電流中斷。
解決方法可用圖4.10所示的常閉觸點來實行手動控制。
圖4.10a狀態與圖4.9c基本相,只是增加一常閉按鈕開關"
當這個按鈕壓下時,從負極到線圈的連接斷開,使線圈失電。
在松開按鈕"
後,正極到線圈的保持連接破壞,因為這時繼電器的觸點為開路。
我們繼續改進這一回路。
圖4.9和圖4.10僅用于解釋,進一步講,上述繼電器的線圈和觸點並不能作為一個單元以回路圖的形式繪出。
這兩部分屬于不同的電流通路。
圖4.5中我們作了兩個中間步驟以重新安排不同目標。
圖4.11a展示了同圖4.10c同樣回路。
但某些元件的位置改變了。
在一個回路圖中,繼電器線圈和繼電器觸點的物理單元用符號R1來說明。
圖4.11b中繼電器觸點和線圈是分開的。
一般來講,由于繼電器有幾個觸點畫在圖中不同的地方,則電流通路被編號,且與觸點相關的通路號被標在線圈通路之下。
最後,電池是作為電源,但對工業生產而言並不實際,在圖4.11c中電池被省略。
圖4.12中用IEC標準符號表示的電氣回路。
假設有一電工具安裝於滑動氣缸上進行自動加工工序。
操作者先把工件夾緊後起動按鈕,刀具於滑台上慢速對工件進行加工。
到達行程未端滑台返回原位。
如果突然出現停電,則滑動單元必須迅速返回到初始位置,並保持在這個位置上直到重新加電為止。
對于停電引起的快速返回,電磁閥必須是單穩態的,而且起動信號必須保持到工作行程達到末端時。
這是一個繼電器保持回路的典型應用。
圖4.13a為一帶有常閉觸點a1的機械操作限位開關。
在實際應用中,一般是通過滑動氣缸上的微型磁性開關作訊號傳輸,但此類開關僅提供常開觸點。
若要中斷R1的保持回路,則需第二個繼電器來轉換a1的N.O.(常開)觸點。
圖4.13a中,"
按鈕控制繼電器R1,使其通過在滾輪操作開關a1的一個觸點使其加電(在圖上畫成一個常閉觸點)。
在滑動單元中微型干簧開關只提供常開觸點。
因此可通過第二個繼電器R2進行訊號轉換,即利用繼電器R2的N.C.(常閉)點來取代圖4.13的a1開關,然後將原來a1開關用作驅動R2繼電器如圖4.13b所示,以達致同一功能。
延時回路
氣缸行程的延時
指示燈
脈衝
程序
法
拾放裝置,雙缸運動
夾緊與鑽孔
串聯系統
拾放裝置,三缸運動
抓取裝置,四缸運動
步進原理
氣電安全聯鎖
a)只在初始位置延時一個雙作用氣缸"
C"
可進行有關的往復動作,其雙向行程的速度可調整及時間可調整。
在停電時氣缸應完成該行程並停留在行程的末端,當重新通電後靜止的氣缸便馬上起動。
解決辦法是當氣缸在靜止位置時,用計時器設定延時時間。
它的NO觸點在延時時間後給電磁線圈C+加電。
當氣缸離開原位時,線圈失電,計時器復位線圈C+失電。
c1使C-加電使氣缸復位。
電氣回路如圖4.14a所示,氣動回路為圖4.14c。
b)在兩端遲時用第二個定時繼電器,返回行程通過可調定時來延遲,氣缸因而在兩個末端位置保持一定的延遲時間才起動,圖4.14b和c表示了兩個回路。
不用氣缸和其二個限位開關可實現類似功能。
即只使用延時裝置和一個繼電器,如圖4.15所示:
當雙穩態"
開關關閉時,延時器T1加電燈並同時亮燈。
在到達設定時間後,線3上的觸點T1閉合觸發繼電器和延時器T2,從而斷開線1上的N.C.繼電器觸點,于是燈滅,T1失電且其線3上的觸點重新打開。
繼電器通過T2的延時N.C.觸點來保持其狀態。
當到T2設定的時間時,線4上的觸點斷開使繼電器和T2失電,于是燈重新亮起,如是者不斷循環動作,直至"
開關斷開為止。
圖4.7的擺動式執行元件當失電或緊急停止按鈕壓下時應能自動返回到原始位置。
這意味著必須用一單穩態閥代替雙穩態閥,且保持回路的繼電器需服從"
信號。
當"
按鈕按下時,執行元件應只有一個單周期,即使當它保持時間超過周期時間時。
按鈕在圖4.7回路中行程末端之前不松開時,執行元件不能返回。
這可以通過如
圖4.16a中的一系列帶"
按鈕的a0連接來實現,當"
按鈕仍按下且執行元件已返回到靜態位置時它將重新開始。
為避免此情況,可用一個定時器產生一個如純氣動方式類似的脈衝"
信號應與一系列的帶延時的定時器常閉觸點聯接。
此延時器預設置約0.1秒,延時器觸點保持開路直至"
信號中斷,如圖4.16b所示。
在圖4.16a中,緊急停止可在線1的繼電器線圈之前設置,當它動作時,繼電器R1失電,其線4上觸點斷開。
電磁閥線圈"
A"
失電且使閥彈簧復位。
圖4.16b中,緊急停止可在線3的R2觸點與R1的線圈間設置以切斷保持回路。
但即使在ES觸點斷開線路後"
按鈕仍能產生一個脈衝使執行元件有一個響應,盡管這不會使擺動式執行元件轉迴到底,但仍是應該避免的,如圖4.16b上供電線上裝有緊急停止開關,從而可以切斷整個回路。
在下面章節中,我們假設基本術語在"
氣動技術課程"
中已經介紹過,它們在附錄中"
程序控制"
中有說明。
為易于表達一系列氣缸運動序數的程序,我們將使用步驟圖,如圖4.17所示:
為畫步驟圖方格紙是最合適的,我們對每個氣缸畫出兩條水平線,上面一條線代表"
位置,下面一條線代表原始位置。
等間隔垂直線標記用于氣缸循環步驟(圖4.17a)。
步驟是指氣缸運動,有時為兩個或更多的連續行程。
圖4.17b為氣缸"
H"
例子:
它在步驟1為靜止,在步驟2時移動到位置"
,於步驟3、4則保持在位置"
,然後在步驟5回到原始位置保持到步驟
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- 气动 控制 设计 电气 回路 讲课