气动行程程序控制系统图_精品文档.ppt

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第第第第七七七七章章章章行行行行程程程程程程程程序序序序控控控控制制制制系系系系统统统统7-1概概述述1、程序控制：

、程序控制：

是根据生产过程中的物理量（位移、时间、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。

执行机构按预先给定的程序有序协调地工作。

2、类别：

、类别：

数字程序控制数字程序控制简单的程序控制简单的程序控制：

行程控制：

单往复：

行程控制：

单往复人工预选程序人工预选程序多往复多往复自动选择程序自动选择程序时间控制时间控制行程与时间混合控制行程与时间混合控制3、行程程序控制系统的组合成、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。

出新的信号，直至完成预定的控制为止。

逻辑控制回路：

逻辑控制回路：

由气动方向阀或气动逻辑元件根据程序要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；求的逻辑表达式组成；执行元件：

执行元件：

气缸、气液缸、气马达、气动阀门、气电转换气缸、气液缸、气马达、气动阀门、气电转换器等器等行程发讯装置行程发讯装置：

发出位置（或行程）信号的传感器，为机：

发出位置（或行程）信号的传感器，为机控行程阀、行程开关等控行程阀、行程开关等动力源：

动力源：

压缩机、分水滤气器、干燥器、储气罐、调节阀、压缩机、分水滤气器、干燥器、储气罐、调节阀、油雾器等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气动系统中常用的电气回路一、控制继电器一、控制继电器1、工作原理、工作原理：

通过按钮或限位开关使电磁铁线圈通电励磁，：

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。

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：

、分类：

按工作原理：

按工作原理：

电磁式、感应式、机械式、电动式等电磁式、感应式、机械式、电动式等按动作信号：

按动作信号：

电流继电器、电压继电器、电流继电器、电压继电器、时间继电器、热继电器、温度继电器、速度继电器时间继电器、热继电器、温度继电器、速度继电器二、串联回路二、串联回路逻辑与逻辑与1LX1J1LX2J2LX3J3J42345J4J1J2J3DFQ图7-3串联电路图三、并联回路三、并联回路逻辑或逻辑或1LX1J1LX2J2LX3J3J42345J1图7-3并联电路图J4DFQJ2J3674567四、自保持电路四、自保持电路记忆回路记忆回路（继电器以自己的触点保持励磁状态）（继电器以自己的触点保持励磁状态）1JA23图7-5按钮开关电路B2,3动断触点动合触点1JA23图7-6自保持电路B2,3QAJ触点1J触点3J触点244五、延时电路五、延时电路12图7-8延时电路2QASJXDQA接通QA断电接通断电延时时间时限触点122QASJXDQA接通QA断电时限触点接通断电（a）（b）六、优先电路六、优先电路1232,5AN1J14前进J1LX1AN2J2J2LX24,6后退DFQ1J1DFQ2J256DFQ1DFQ2图7-9气动缸往复运动回路及其操作电路（b）（a）1232,5,3AN1J14前进J1LX1AN2J2J2LX24,6,1后退DFQ1J1DFQ2J256J2J1图7-10先入优先电路7-3障障碍碍信信号号一、障碍信号的定义一、障碍信号的定义定义：

定义：

在同一时刻，主控阀的两端控制口同时存在控制信号，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。

妨碍主控阀按预定程序换向。

二、常用符号的规定二、常用符号的规定1、气缸或气马达、气缸或气马达大写字母大写字母A、B、C表示表示下标下标1、0表示气缸活塞杆的状态（表示气缸活塞杆的状态（1伸出、伸出、0缩回）缩回）2、小写字母、小写字母a1a0b1b0与缸的动作相对应的行程阀及输出与缸的动作相对应的行程阀及输出的信号（原始信号）的信号（原始信号）1活塞杆伸出时行程阀发的信号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）执行信号（排除障碍的信号）三、障碍信号的分类三、障碍信号的分类例：

例：

A1A0B1B0a0是障碍信号，防碍是障碍信号，防碍B0动作动作型障碍型障碍多缸单往复系统多缸单往复系统b0是障碍信号，防碍是障碍信号，防碍A0动作动作型或型或型障碍型障碍多缸多往复系统多缸多往复系统主控阀产生输出信号主控阀产生输出信号A1、A0，控制信号，控制信号m、n1、滞消障碍：

、滞消障碍：

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

2、障碍信号的判别、障碍信号的判别

（1）区间直观法：

区间直观法：

行程程序行程程序A1、A0、B1、B0b0是是aI的障碍信号的障碍信号a0是是b1的障碍信号的障碍信号当要求输出A1时有三种情况mA1mAnn是m的障碍信号nA1A0要求输出A0时nA0mAnm是n的障碍信号mA1A0无障碍I型障碍II型障碍

（2）例：

A1、B1、A0、C1、C0、B0要产生要产生C0动作有动作有C1信号，而产生信号，而产生C1动作有动作有a0信号，信号，a0先于先于C1产生，产生，且不消失，故且不消失，故a0是是C0的障碍信号的障碍信号结论：

在某发信元件的往复结论：

在某发信元件的往复（或复和往或复和往）的运动区间内，若含有直的运动区间内，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。

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：

状态图法：

C1C0C1a0B1B0c0A是发信缸,C是受控缸C是发信缸,B是受控缸a17-4信号信号动作动作（X-D）固态图固态图一、一、X-D状态图图框的画法状态图图框的画法二、动作状态线的画法二、动作状态线的画法粗实线：

粗实线：

起点：

纵横坐标大写字母同，且字母下标也相同的起点：

纵横坐标大写字母同，且字母下标也相同的方格左端方格左端终点：

纵横坐标大写字母同，且字母下标相异的终点：

纵横坐标大写字母同，且字母下标相异的方格左端方格左端说明：

说明：

各节拍间的纵向分界线各节拍间的纵向分界线,是各主控阀的切换时间线任一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。

状态线可水平地连接或一闭合直线。

三、控制信号线的画法三、控制信号线的画法细实线：

细实线：

起点：

符号相同的字母及下标的未端起点：

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。

把相切换后一瞬间结束。

执行段：

执行段：

控制信号比动作状态线提前产生的那个出头部分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由于主控阀的记忆功能，其余部分可有可无能，其余部分可有可无）7-5障碍信号的判别及消除障碍信号的判别及消除一、一、XD线图判别障碍线图判别障碍1、控制信号线比它所控制的动作状态线短、控制信号线比它所控制的动作状态线短无障碍；无障碍；2、控制信号线比它所控制的动作状态线长、控制信号线比它所控制的动作状态线长有障碍；有障碍；3、控制信号线与它所控制的动作状态线基、控制信号线与它所控制的动作状态线基本等长，仅多出一出头部分本等长，仅多出一出头部分滞消障碍滞消障碍（自自行消失，无需消除行消失，无需消除）二、障碍信号的消除二、障碍信号的消除型障碍的产生：

型障碍的产生：

控制信号线比动作状态线长控制信号线比动作状态线长排除障碍的实质：

排除障碍的实质：

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

1、逻辑与运算、逻辑与运算m*（执行信号执行信号）=m（控制信号控制信号）x（制约信号制约信号）要求：

要求：

制约信号制约信号x的状态线与控制信号的状态线与控制信号m的执行段重合，与的执行段重合，与m的障的障碍段不重合。

碍段不重合。

可做制约信号的有：

可做制约信号的有：

（1）其它控制信号；其它控制信号；

（2）其他主控阀输出信号；其他主控阀输出信号；（3）辅助阀输出信号；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系统中原有信号通过各种逻辑运算获得的新信号的新信号2、辅助阀、辅助阀（常采用二位三通阀常采用二位三通阀）mm*Kx1x0x1x0TTTTmKx1x0x1x0m*=mKx1x0mx1x0Kx1x0m*x1通信号：

含有被制约信号的执行段，而不与被制约信号的通信号：

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障碍段重合（或说在障碍段前结束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。

断信号：

在障碍段之前产生，而不与执行段重合。

且满足且满足x1x0=03、逻辑非运算、逻辑非运算m*=mx要求要求x：

起点在：

起点在m的执行段之后，障碍段之前的执行段之后，障碍段之前终点在终点在m在障碍段之后，执行段之前在障碍段之后，执行段之前mm*=mxxxTTTTxmm*mxm*4、差压阀、差压阀5、将控制信号变成脉冲信号、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用机械式活络挡块使行程阀发出的信号脉冲信号脉冲信号xmA0A1m-含有障碍的信号x一出现m的障碍即消除mxA1A0

（2）用可通过式行程阀用可通过式行程阀注意：

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，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）直接用脉冲阀直接用脉冲阀脉冲阀脉冲阀（相当于延时断回路相当于延时断回路）脉冲信号时间长短可通过脉冲信号时间长短可通过调节脉冲阀中的节流阀实现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单往复行程程序控制系统的设计一、一、XD线图法的设计步骤线图法的设计步骤1、写出工作程序、写出工作程序（即行程程序框图即行程程序框图）2、画出、画出XD线图线图3、判断障碍信号并排除障碍信号、判断障碍信号并排除障碍信号4、画出逻辑原理图、画出逻辑原理图5、画出气动回路原理图，并补充辅助功能、画出气动回路原理图，并补充辅助功能6、选择元件参数、选择元件参数单往复：

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。

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，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且该信号所控制的动作是固定的）设计方法：

设计方法：

1、试凑法：

、试凑法：

选用基本回路常用回路试凑在一起组成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。

控制回路，然后分析能否满足要求。

2、逻