電氣控制技術(shù)第五章電氣控制線路的邏輯設(shè)計(jì)ppt課件

1、電氣控制技術(shù)電氣控制技術(shù)第五章第五章 電氣控制線路的邏輯設(shè)計(jì)電氣控制線路的邏輯設(shè)計(jì)電氣控制原理設(shè)計(jì)方法有兩種電氣控制原理設(shè)計(jì)方法有兩種: 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯代數(shù)設(shè)計(jì)法。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯代數(shù)設(shè)計(jì)法。1、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 電氣控制設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括主電路、控制電路電氣控制設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括主電路、控制電路和輔助電路的設(shè)計(jì)。和輔助電路的設(shè)計(jì)。第五章第五章 電氣控制線路的邏輯設(shè)計(jì)電氣控制線路的邏輯設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟主電路：主要考慮電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、主電路：主要考慮電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)及多速控制的要求。制動(dòng)及多速控制的要求。控制電路：滿足設(shè)備和設(shè)計(jì)任務(wù)要求的各種自控制電路：滿足設(shè)備和設(shè)計(jì)

2、任務(wù)要求的各種自動(dòng)、手動(dòng)的電氣控制電路。動(dòng)、手動(dòng)的電氣控制電路。輔助電路：完善控制電路要求的設(shè)計(jì)，包括短輔助電路：完善控制電路要求的設(shè)計(jì)，包括短路、過(guò)流、過(guò)載、零壓、連鎖互鎖）、限位路、過(guò)流、過(guò)載、零壓、連鎖互鎖）、限位等電路保護(hù)措施，以及信號(hào)指示、照明等電路。等電路保護(hù)措施，以及信號(hào)指示、照明等電路。反復(fù)審核：根據(jù)設(shè)計(jì)原則審核電氣設(shè)計(jì)原理圖，反復(fù)審核：根據(jù)設(shè)計(jì)原則審核電氣設(shè)計(jì)原理圖，有必要時(shí)可以進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，修改和完善電路有必要時(shí)可以進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，修改和完善電路設(shè)計(jì)，直至符合設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)，直至符合設(shè)計(jì)要求。第五章第五章 電氣控制線路的邏輯設(shè)計(jì)電氣控制線路的邏輯設(shè)計(jì)常用的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法常用的經(jīng)

3、驗(yàn)設(shè)計(jì)方法根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求，選用典型環(huán)節(jié)，將它們根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求，選用典型環(huán)節(jié)，將它們有機(jī)的組合起來(lái)，并加以補(bǔ)充修改，綜合成所有機(jī)的組合起來(lái)，并加以補(bǔ)充修改，綜合成所需的控制電路。需的控制電路。沒(méi)有典型環(huán)節(jié)，可以根據(jù)工藝要求自行設(shè)計(jì)，沒(méi)有典型環(huán)節(jié)，可以根據(jù)工藝要求自行設(shè)計(jì)，采用邊分析邊畫(huà)圖的方法，不斷增加電器元件采用邊分析邊畫(huà)圖的方法，不斷增加電器元件和控制觸點(diǎn)，以滿足給定的工作條件和要求。和控制觸點(diǎn)，以滿足給定的工作條件和要求。第五章第五章 電氣控制線路的邏輯設(shè)計(jì)電氣控制線路的邏輯設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單易于掌握，使用廣泛。設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單易于掌握，使用廣泛。要求設(shè)計(jì)者有

4、一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，需要反復(fù)修改要求設(shè)計(jì)者有一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，需要反復(fù)修改圖紙，設(shè)計(jì)速度較慢。圖紙，設(shè)計(jì)速度較慢。設(shè)計(jì)程序不固定，一般需要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)程序不固定，一般需要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。不宜獲得最佳設(shè)計(jì)方案。不宜獲得最佳設(shè)計(jì)方案。第五章第五章 電氣控制線路的邏輯設(shè)計(jì)電氣控制線路的邏輯設(shè)計(jì)2、邏輯設(shè)計(jì)法、邏輯設(shè)計(jì)法 利用邏輯代數(shù)，從生產(chǎn)工藝出發(fā)，考利用邏輯代數(shù)，從生產(chǎn)工藝出發(fā)，考慮控制電路中邏輯變量關(guān)系，在狀態(tài)波慮控制電路中邏輯變量關(guān)系，在狀態(tài)波形圖的基礎(chǔ)上，按照一定的設(shè)計(jì)方法和形圖的基礎(chǔ)上，按照一定的設(shè)計(jì)方法和步驟，設(shè)計(jì)出符合要求的控制電路。步驟，設(shè)計(jì)出符合要求的控制電路。 該方法設(shè)計(jì)出的電路較

5、為合理、精練可該方法設(shè)計(jì)出的電路較為合理、精練可靠，特別在復(fù)雜電路設(shè)計(jì)時(shí)，可以顯示靠，特別在復(fù)雜電路設(shè)計(jì)時(shí)，可以顯示出邏輯設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)。出邏輯設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)。第五章第五章 電氣控制線路的邏輯設(shè)計(jì)電氣控制線路的邏輯設(shè)計(jì)1、電氣線路的邏輯表示2、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)3、組合電路與時(shí)序電路4、時(shí)序電路的邏輯設(shè)計(jì)5、應(yīng)用舉例1、電氣線路的邏輯表示、電氣線路的邏輯表示一、電器元件的邏輯表示一、電器元件的邏輯表示二、邏輯代數(shù)的基本邏輯關(guān)系二、邏輯代數(shù)的基本邏輯關(guān)系三、電氣線路的邏輯表示三、電氣線路的邏輯表示四、邏輯代數(shù)的基本性質(zhì)四、邏輯代數(shù)的基本性質(zhì)1、電氣線路的邏輯表示、電氣線路的邏輯表示一、電器元件的

6、邏輯表示一、電器元件的邏輯表示1、常開(kāi)觸頭、常開(kāi)觸頭 ： 常閉觸頭：常閉觸頭：2、開(kāi)關(guān)元件的受激狀態(tài)、觸頭的閉合狀態(tài)為：、開(kāi)關(guān)元件的受激狀態(tài)、觸頭的閉合狀態(tài)為：1 開(kāi)關(guān)元件的原始狀態(tài)、觸頭的斷開(kāi)狀態(tài)為開(kāi)關(guān)元件的原始狀態(tài)、觸頭的斷開(kāi)狀態(tài)為：0SBSTKMK,SBSTKMK,1、電氣線路的邏輯表示、電氣線路的邏輯表示1、電氣線路的邏輯表示、電氣線路的邏輯表示二、邏輯代數(shù)的基本邏輯關(guān)系二、邏輯代數(shù)的基本邏輯關(guān)系（1）“與運(yùn)算邏輯乘）與運(yùn)算邏輯乘）邏輯代數(shù)中運(yùn)算符號(hào)邏輯代數(shù)中運(yùn)算符號(hào)“”或或“”讀作讀作“與與”。“與運(yùn)算的真值表如表與運(yùn)算的真值表如表1.1所示。所示。 表表1.1與運(yùn)算與運(yùn)算1、電氣線

7、路的邏輯表示、電氣線路的邏輯表示 實(shí)現(xiàn)邏輯乘的器件叫做實(shí)現(xiàn)邏輯乘的器件叫做“與門，它的邏輯符與門，它的邏輯符號(hào)如圖號(hào)如圖1.1a所示，圖所示，圖1.1b顯示出了顯示出了繼電控制線路中繼電控制線路中“與運(yùn)算的實(shí)例，它表示觸與運(yùn)算的實(shí)例，它表示觸點(diǎn)的串聯(lián)。若規(guī)定觸點(diǎn)接通為點(diǎn)的串聯(lián)。若規(guī)定觸點(diǎn)接通為“1”，斷開(kāi)為，斷開(kāi)為“0”，線圈通電為線圈通電為“1”，斷電為，斷電為“0”，則可以寫(xiě)出，則可以寫(xiě)出KMKA1KA2，只有觸點(diǎn)，只有觸點(diǎn)KA1、KA2均接通，均接通，接觸器線圈接觸器線圈KM能通電。能通電。1、電氣線路的邏輯表示、電氣線路的邏輯表示ABJKA1KA2KM（a邏輯符號(hào)邏輯符號(hào) （b控制線路

8、實(shí)例控制線路實(shí)例圖圖1.1 邏輯邏輯“與與”1、電氣線路的邏輯表示、電氣線路的邏輯表示（2）“或運(yùn)算邏輯加）或運(yùn)算邏輯加） 邏輯代數(shù)中運(yùn)算符號(hào)邏輯代數(shù)中運(yùn)算符號(hào)“+”讀作讀作“或或”?！盎蚧蜻\(yùn)算的真值表如表運(yùn)算的真值表如表1.2所示。所示。 表表1.2或運(yùn)算或運(yùn)算1、電氣線路的邏輯表示、電氣線路的邏輯表示 實(shí)現(xiàn)邏輯或的器件叫做實(shí)現(xiàn)邏輯或的器件叫做“或門，它的邏輯符或門，它的邏輯符號(hào)如圖號(hào)如圖1.2a所示，圖所示，圖1.2b顯示出了顯示出了繼電控制線路中繼電控制線路中“或運(yùn)算的實(shí)例，它表示觸或運(yùn)算的實(shí)例，它表示觸點(diǎn)的并聯(lián)，可寫(xiě)成點(diǎn)的并聯(lián)，可寫(xiě)成KMKA1+KA2，當(dāng)觸點(diǎn)，當(dāng)觸點(diǎn)KA1或或KA2接

9、通，或者接通，或者KA1和和KA2多接通時(shí)，多接通時(shí)，接觸器線圈都可通電。接觸器線圈都可通電。圖圖1.2邏輯邏輯“或或”+ABJKA1KA1KM （a邏輯符號(hào)邏輯符號(hào) （b控制線路實(shí)例控制線路實(shí)例1、電氣線路的邏輯表示、電氣線路的邏輯表示（3）“非運(yùn)算邏輯非）非運(yùn)算邏輯非） 邏輯代數(shù)中邏輯代數(shù)中“非運(yùn)算的符號(hào)用變量上面的短非運(yùn)算的符號(hào)用變量上面的短橫線表示，讀作橫線表示，讀作“非非”?！胺沁\(yùn)算的真值表非運(yùn)算的真值表如表如表1.4所示。它表示了事物相互矛盾的兩個(gè)所示。它表示了事物相互矛盾的兩個(gè)對(duì)立面之間的關(guān)系。這種規(guī)律的因果規(guī)律稱為對(duì)立面之間的關(guān)系。這種規(guī)律的因果規(guī)律稱為“非邏輯關(guān)系。非邏輯關(guān)系

10、。表表1.4 1.4 非運(yùn)算非運(yùn)算1、電氣線路的邏輯表示、電氣線路的邏輯表示 實(shí)現(xiàn)邏輯實(shí)現(xiàn)邏輯“非的器件叫做非的器件叫做“非門，它的邏輯非門，它的邏輯符號(hào)如圖符號(hào)如圖1.3a所示，圖所示，圖1.3b示出了繼示出了繼電控制線路中電控制線路中“非運(yùn)算的實(shí)例，通常稱非運(yùn)算的實(shí)例，通常稱KA為為原變量，為反變量，它們是一個(gè)變量的兩種形原變量，為反變量，它們是一個(gè)變量的兩種形式，如同一個(gè)繼電器的一對(duì)常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)，式，如同一個(gè)繼電器的一對(duì)常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)，在向各自相補(bǔ)的狀態(tài)切換時(shí)同步動(dòng)作。圖在向各自相補(bǔ)的狀態(tài)切換時(shí)同步動(dòng)作。圖b中，觸點(diǎn)中，觸點(diǎn)KA的取值與線圈的取值與線圈KM的取值相同，而的取值相同，而K

11、M1與繼電器的常閉觸點(diǎn)的取值相同，所以，與繼電器的常閉觸點(diǎn)的取值相同，所以，故實(shí)現(xiàn)了非運(yùn)算。故實(shí)現(xiàn)了非運(yùn)算。1、電氣線路的邏輯表示、電氣線路的邏輯表示AJKA1KMKMFKM1 （a邏輯符號(hào) （b控制線路實(shí)例圖圖1.20 邏輯邏輯“非非”1、電氣線路的邏輯表示、電氣線路的邏輯表示三、電氣線路的邏輯表示三、電氣線路的邏輯表示1、電氣線路的邏輯表示、電氣線路的邏輯表示四、邏輯代數(shù)的基本性質(zhì)四、邏輯代數(shù)的基本性質(zhì)0和和1定則：定則：互補(bǔ)定律：互補(bǔ)定律：同一定律：同一定律：反轉(zhuǎn)定律：反轉(zhuǎn)定律：AAAAAA11100001AAAAAAAAAAAA 1、電氣線路的邏輯表示、電氣線路的邏輯表示交換律：交換律

12、：結(jié)合律：結(jié)合律：分配律：分配律：ABBAABBA)()()()(CBACBACBACBABCACABAACABCBA)()()(1、電氣線路的邏輯表示、電氣線路的邏輯表示吸收率：吸收率：摩根定律：摩根定律：)()()()()(CABACCBCABACAABBCCAABBABAAABAAABBAAAABABABABABA1、電氣線路的邏輯表示、電氣線路的邏輯表示利用基本性質(zhì)可以分析、設(shè)計(jì)、化簡(jiǎn)電路：利用基本性質(zhì)可以分析、設(shè)計(jì)、化簡(jiǎn)電路：)()(CBCBACBBCAfCBACABCBAABC)()(CCBACCABBAABA2、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)步驟：步驟：（1列寫(xiě)化簡(jiǎn)電路的全部邏輯

13、表達(dá)式列寫(xiě)化簡(jiǎn)電路的全部邏輯表達(dá)式（2化簡(jiǎn)為最佳化邏輯表達(dá)式化簡(jiǎn)為最佳化邏輯表達(dá)式（3轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的觸點(diǎn)電路轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的觸點(diǎn)電路（4簡(jiǎn)化整體電路：合并相同觸點(diǎn)組簡(jiǎn)化整體電路：合并相同觸點(diǎn)組一、公式法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)一、公式法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)二、覆蓋法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)二、覆蓋法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)三、橋形三、橋形H形觸點(diǎn)電路形觸點(diǎn)電路2、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)一、公式法化簡(jiǎn)邏輯函一、公式法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)數(shù)1、列寫(xiě)邏輯表達(dá)式、列寫(xiě)邏輯表達(dá)式BEAEBDADKBCADBDACK212、化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)、化簡(jiǎn)邏輯函數(shù))(2)(1EDBAKCDBAK3、繪制電路、繪制電路圖圖2、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)4、化簡(jiǎn)整體電

14、路圖、化簡(jiǎn)整體電路圖)(2)(1EDBAKCDBAK)(2)(1ECDBAKECDBAK2、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)例例3CADBAKCACBABAK)(2)(1CBAKCBAK212、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)二、覆蓋法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)二、覆蓋法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)覆蓋法：用相互平行的線段表示邏輯變量，覆蓋法：用相互平行的線段表示邏輯變量，并投影到坐標(biāo)軸上，在一維空間做交、并投影到坐標(biāo)軸上，在一維空間做交、并、補(bǔ)運(yùn)算，用得到的集合去覆蓋函數(shù)并、補(bǔ)運(yùn)算，用得到的集合去覆蓋函數(shù)在坐標(biāo)軸上的投影。在坐標(biāo)軸上的投影。用處：化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)、證明邏輯代數(shù)公式。用處：化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)、證明邏輯代數(shù)公式。例例4：化

15、簡(jiǎn)邏輯函數(shù)：化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)BAAf2、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)1、變量真值表及最小項(xiàng)、變量真值表及最小項(xiàng)1 1 11 1 01 0 11 0 00 1 10 1 00 0 10 0 0最小項(xiàng)最小項(xiàng)A B CCBACBACBABCACBACBACABABC2、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)2、真值表覆蓋簡(jiǎn)化法、真值表覆蓋簡(jiǎn)化法完全真值表覆蓋法完全真值表覆蓋法例例5 化簡(jiǎn)下面兩個(gè)邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)下面兩個(gè)邏輯函數(shù)CABBAACfBCCBABAf212、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)不完全真值表覆蓋法不完全真值表覆蓋法例例6 根據(jù)下表化簡(jiǎn)下面兩個(gè)邏輯函數(shù)根據(jù)下表化簡(jiǎn)下面兩個(gè)邏輯函數(shù)BCAABCCABf

16、CBABABCf21A B CD1 D21234562、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)三、橋形三、橋形H形觸點(diǎn)電路形觸點(diǎn)電路DEBAECDCABf3、組合電路與時(shí)序電路、組合電路與時(shí)序電路通常電路分為組合電路和時(shí)序電路通常電路分為組合電路和時(shí)序電路一、組合電路一、組合電路特點(diǎn)：特點(diǎn)：1、輸入信號(hào)的一組狀態(tài)確定一組工作狀、輸入信號(hào)的一組狀態(tài)確定一組工作狀態(tài)，與信號(hào)的先后順序無(wú)關(guān)，可用真值態(tài)，與信號(hào)的先后順序無(wú)關(guān)，可用真值表表示。表表示。2、電路某種工作狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間和相應(yīng)、電路某種工作狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間和相應(yīng)輸入信號(hào)的持續(xù)時(shí)間一致；用長(zhǎng)信號(hào)。輸入信號(hào)的持續(xù)時(shí)間一致；用長(zhǎng)信號(hào)。設(shè)計(jì)方法：代數(shù)法、幾何法

17、、真值表覆蓋設(shè)計(jì)方法：代數(shù)法、幾何法、真值表覆蓋法法3、組合電路與時(shí)序電路、組合電路與時(shí)序電路例例7 三個(gè)開(kāi)關(guān)控制黃、綠、紅三盞燈。三個(gè)開(kāi)關(guān)控制黃、綠、紅三盞燈。要求：打開(kāi)任意開(kāi)關(guān)黃燈亮；要求：打開(kāi)任意開(kāi)關(guān)黃燈亮； 打開(kāi)奇數(shù)個(gè)開(kāi)關(guān)綠燈亮；打開(kāi)奇數(shù)個(gè)開(kāi)關(guān)綠燈亮； 打開(kāi)偶數(shù)個(gè)開(kāi)關(guān)紅燈亮。打開(kāi)偶數(shù)個(gè)開(kāi)關(guān)紅燈亮。3、組合電路與時(shí)序電路、組合電路與時(shí)序電路二、時(shí)序電路二、時(shí)序電路特點(diǎn)：特點(diǎn)：1、輸入信號(hào)的一組狀態(tài)與信號(hào)的先后順、輸入信號(hào)的一組狀態(tài)與信號(hào)的先后順序共同確定一組工作狀態(tài)不能用真值表序共同確定一組工作狀態(tài)不能用真值表表示；表示；2、電路有記憶功能，輸入信號(hào)的可為段、電路有記憶功能，輸入信號(hào)的可

18、為段信號(hào)；信號(hào)；3、至少存在一個(gè)反饋環(huán)節(jié)。、至少存在一個(gè)反饋環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)方法：狀態(tài)轉(zhuǎn)換表能反應(yīng)時(shí)序電路設(shè)計(jì)方法：狀態(tài)轉(zhuǎn)換表能反應(yīng)時(shí)序電路各階段的穩(wěn)定工作狀態(tài)、程序順序、輸各階段的穩(wěn)定工作狀態(tài)、程序順序、輸入信號(hào)狀態(tài)、激勵(lì)信號(hào)等內(nèi)容）入信號(hào)狀態(tài)、激勵(lì)信號(hào)等內(nèi)容）4、時(shí)序電路的邏輯設(shè)計(jì)、時(shí)序電路的邏輯設(shè)計(jì)一、術(shù)語(yǔ)一、術(shù)語(yǔ)工藝要求：工藝要求：工藝流程圖：工藝流程圖：機(jī)械程序：機(jī)械程序：電控程序：電控程序：狀態(tài)表：狀態(tài)表：工藝要求工藝要求工藝流程圖工藝流程圖信號(hào)元件狀態(tài)信號(hào)元件狀態(tài)執(zhí)行元件狀態(tài)執(zhí)行元件狀態(tài)狀態(tài)表狀態(tài)表設(shè)置記憶元件設(shè)置記憶元件邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式電路圖電路圖4、時(shí)序電路的邏輯設(shè)計(jì)、時(shí)序電路的邏輯設(shè)計(jì)二、邏輯設(shè)計(jì)步驟二、邏輯設(shè)計(jì)步驟1、畫(huà)工藝流程圖、畫(huà)工藝流程圖2、程序編制、程序編制3、設(shè)置中間記憶元件