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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 氣動系統(tǒng)中常用的電氣電路氣動系統(tǒng)中常用的電氣電路7-3 障礙信號障礙信號7-4 信號動作(信號動作(XD)狀態(tài)圖)狀態(tài)圖7-5 障礙信號的判別及其消除障礙信號的判別及其消除7-6 單往復(fù)行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計單往復(fù)行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計7-7 多往復(fù)行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計多往復(fù)行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計7-8 選擇程序控制系統(tǒng)的設(shè)計選擇程序控制系統(tǒng)的設(shè)計 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、制和簡單的程序控制兩類。 按發(fā)信裝置和控制信號的不同,簡單的程序控制可分為行程程序控制和時間程序控制。 程序控制是根據(jù)生產(chǎn)過程中的物理量,例如位移、時間、壓力、溫度、液位等的變化,使控制對象的各執(zhí)行機構(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)啟動輸入信號發(fā)出后,邏輯線路將發(fā)出執(zhí)行信號,控制執(zhí)行機構(gòu)進行第一步動作,完成第一步動作后,觸發(fā)行程閥或行程開關(guān),發(fā)出氣的或電的行程信號(稱之為控制信號),經(jīng)邏輯回路運算后,發(fā)出第二個執(zhí)行信號,實現(xiàn)第二步動作,整個系統(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作后,才有可能進行下一步動作,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 各種自動化機械或自動生產(chǎn)線大多是依靠程序控制來工作的。 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)動作的一種自動控制方式。 氣動程序控制回路 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:時間程序控制;行程程序控制;混合程序控制。 氣動程序控制回路 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)行機構(gòu),邏輯控制回路,動力源等部分。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)信號的傳感器(轉(zhuǎn)換器),通常是行程閥、噴嘴擋板機構(gòu)、行程開關(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)動的機構(gòu)稱為執(zhí)行機構(gòu),常用的執(zhí)行元件有氣缸(包括氣液缸)、氣動馬達、氣動閥等。 邏輯控制回路邏輯控制回路:由氣動方向閥或氣動邏輯元件根據(jù)程序要求的邏輯表達式組成。 動力源動力源:由產(chǎn)生壓縮空氣的壓縮機、分水濾氣器、干燥器
5、、儲氣罐、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)機示意圖打標(biāo)機示意圖第第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)氣動缸在工作運行一個周期中往復(fù)運動的次數(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)計成可選擇的。要選擇哪種程序、可以在系統(tǒng)運行前事先確定,也可以在系統(tǒng)運行中,根據(jù)某種條件自動選定。前者稱為人工預(yù)選程序,后者稱為自動選擇程序。 在行程程序控制系統(tǒng)中,有時需要局部采用壓力或時間控制,并且大多數(shù)的系統(tǒng)都需要有速度控制,同一氣動缸可以使用幾種不同壓力或氣流流量,以實現(xiàn)不同
6、的驅(qū)動力或運行速度,適應(yīng)生產(chǎn)實際中的各種要求。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 氣動系統(tǒng)中常用的電氣電路氣動系統(tǒng)中常用的電氣電路一、控制繼電器的原理與機能 圖72為控制繼電器的工作原理圖,它是由按鈕開關(guān)(限位開關(guān))、電磁鐵線圈、觸點、 接線柱等組成,通過按鈕或限位開關(guān)使電磁鐵線圈通電勵磁,吸合觸點,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,電磁鐵線圈通電勵磁,吸合觸點、接通或斷開交、直流小容量控制電路中的自動化電器。它被廣泛應(yīng)用于電力拖動,程序控制,自動調(diào)節(jié)與白動檢測系統(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 如圖所示的與門電路也稱為如圖所示的與門電路也稱為串聯(lián)電串聯(lián)電路路。只有將按鈕。只有將按鈕a、b、c同時按下,則電同時按下,則電流通過繼電器線圈流通過繼電器線圈K。例如一臺設(shè)備為防。例如一臺設(shè)備為防止誤操作,保證安全生產(chǎn),安裝了兩個啟止誤操作,保證安全生產(chǎn),安裝了兩個啟動按鈕,只有操作者將兩個氣動按鈕同時動按鈕,只有操作者將兩個氣動按鈕同時按下時,設(shè)備才能開始運行。與門電路的按下時,設(shè)備才能開始運行。與門電路的邏輯方
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 如圖所示的或門電路也稱為如圖所示的或門電路也稱為并聯(lián)電路并聯(lián)電路。只要按下三個手動按。只要按下三個手動按鈕中的任何一個開關(guān)使其閉合,鈕中的任何一個開關(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生產(chǎn)線上的多個要求在一條自動生產(chǎn)線上的多個操作點可以進行作業(yè)?;蜷T電路操作點可以進行作業(yè)?;蜷T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、氣壓缸的運動時,需要氣壓缸的運動時,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 隨著自動化設(shè)備的功能和工序越來越復(fù)雜,各工序之間需要按一定的時間緊密巧妙地配合,要求各工序時間可在一定時間內(nèi)調(diào)節(jié),這需要利用延時電路來加以實現(xiàn)。延時控制分為兩種,即延時閉合和延時斷開。 如圖為延時閉合電路,當(dāng)按下開關(guān)PB后,延時繼電器T開始計時,
10、經(jīng)過設(shè)定的時間后,時間繼電器觸點閉合,電燈點亮。放開PB后,繼電器T立即斷開,電燈熄滅。圖13-11b為延時斷開電路,當(dāng)按下開關(guān)PB后,時間繼電器T的觸點也同時接通,電燈點亮,當(dāng)放開PB后,延時斷開繼電器開始計時,到規(guī)定時間后,時間繼電器觸點T才斷開,電燈熄滅。五、延時電路第第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)延時閉合)延時閉合 (b)延時斷開)延時斷開延時電路 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誤動作的發(fā)生,以保護設(shè)備、互鎖電路用于防止錯誤動作的發(fā)生,以保護設(shè)備、人員安全人員安全。如電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn),
11、氣缸的伸出與縮回,。如電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn),氣缸的伸出與縮回,為防止同時輸入相互矛盾的動作信號,使電路短路或線為防止同時輸入相互矛盾的動作信號,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條線上的觸點條線上的觸點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的常閉觸點斷開,此的常閉觸點斷開,此時若再按下按鈕時若再按下按鈕PB2,繼電器線圈,繼電器線圈K2一定不會得電。同一定不會得電。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也一定不會得電。也一定不會得電。 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 障礙信號障礙信號 在行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計中,經(jīng)常要碰到稱之為障礙信號的信號。 所謂障礙信號是指在同一時刻,主控閥的兩端控制口同時存在控制信號,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,控制信號序正常地工作,控制信號S和和R應(yīng)滿足:應(yīng)滿足:1控制信號S和R應(yīng)按程序要求順次發(fā)生。2任一控制信號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)生的輸出信號為設(shè)使主控閥產(chǎn)生的輸出信號為X1和和X0的控制信號分別為的控制信號分別為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,可能出現(xiàn)下述三種情況:時,可能出現(xiàn)下述三種情況: 1只有控制信號x1作用于主閥芯上,則主控閥輸出為X1。 2在控制信號x1發(fā)生之前,主控閥芯上已存在x0,則x0妨礙xl信號的控制作用。此時稱x0為I型障礙信號。 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)生誤動作,稱此類障礙為II型障礙信號。II型障礙信號只有在多往復(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 信號動作(信號動作(XD)狀態(tài)圖)狀態(tài)圖 信號動作狀態(tài)圖(簡稱為XD狀態(tài)圖)法是一種圖解方法,它把控制信號的存在狀態(tài)和執(zhí)行元件的動作狀
15、態(tài)清楚地用一張圖表示,它不僅清楚地表示障礙信號的存在狀態(tài),還提供了消除障礙信號的各種可能。還可利用它來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)圖圖框的畫法狀態(tài)圖圖框的畫法 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(即行程程序號); 第二行填寫程序本身; 最后一列留作填寫執(zhí)行信號,即執(zhí)行信號的邏輯函數(shù)式; 最前一列按給定的程序依次列出信號和動作符號,亦即依節(jié)拍分別寫出控制信號和動作信號,并在控制信號后的括號內(nèi)注明被控制的動作,例如b0(A1)表示b0為控制信號,它所控制的動作
16、為A1。圖表的下方可留出幾行空格,以備消除障礙時使用。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、動作狀態(tài)線(D線)的畫法 用水平粗實線畫出各執(zhí)行元件的動作狀態(tài)線,見圖713。動作狀態(tài)線的起點是該動作程序的開始處,用符號“”畫出;動作狀態(tài)線的終點是該動作狀態(tài)變化的開始處,用符號“”畫出。例如,圖
17、中 A缸從節(jié)拍1的起點開始伸出狀態(tài)A1,A1在節(jié)拍3的終點終止,變換成縮回狀態(tài)A0,A1的終點必然在A0的起點處。三、信號線(X線)的畫法 用水平細實線畫各行程信號線,見圖713。信號線的起點是與同一組中動作狀態(tài)線的起點相同,用符號“”畫出;信號線的終點是和上一組程序中產(chǎn)生該信號的動作線終點相同,用符號“”表示。這里要指出的是,實際上若考慮到閥的切換及氣缸啟動等的傳遞時間,信號線的起點應(yīng)超前于它所控制動作的起點,而信號線的終點應(yīng)滯后于產(chǎn)生該信號動作線的終點。當(dāng)在XD圖上反映這種情況時,則要求信號線的起點與終點都應(yīng)伸出分界線,但因為這個值很小,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 障礙信號的判別及其消除障礙信號的判別及其消除一、障礙信號的判別 障礙信號分為I型障礙、II型障礙和滯消障礙三類。在XD線圖中,各種障礙信號的特征分別如下I型障礙的特征是其信號線長于所控制的動作線。這樣,就造成在有的行程段,存在兩個控制信號同時作用于一個主控閥。其中,長于被控制的動作線的那部分信號線就是妨礙反相動作的障礙信號,稱為障礙段,用波浪線“”表示,在圖中,b0、a0就是障礙信號。 II型障礙的特征是存在信號線而無動作線,或者信號線重復(fù)出現(xiàn)。 滯消障礙的特征是信號線與所控制的動作線基本等長,僅比動作線多出一部分。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、障礙信號的消除二、障礙信號的消除1、 邏輯“與”消障法 邏輯“與”消障法是利用邏輯“與”門的性質(zhì),將長信號變成短信號,如圖所示。設(shè)m為障礙信號,引入的制約信號x,把m和x相“與”得到消障后的執(zhí)行信號 m*,即m*mx 制約信號x的起點應(yīng)該位于障礙信號m開始之前,且制約信號x的終點應(yīng)選在障礙信號m的無障礙段中。 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x的選擇原則:盡量選用系統(tǒng)中的其他原始信號作為制約信號x,這樣可以避免增加氣動元件;選擇其他原始信號的“非”信號;其他主控閥的輸出信號;用中間記憶元件(輔助閥)輸
20、出信號。 實現(xiàn)邏輯“與”關(guān)系既可以用一個單獨的邏輯“與”元件來實現(xiàn),也可以用一個行程閥的兩個信號或兩個行程閥相串聯(lián)來實現(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線圖中無法找到符合條件的制約信號時,可以采用增加一個輔助閥,即中間記憶元件的方法來消障。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作為制約信號,和障礙信號m相“與”來消除障礙信號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,其消障后執(zhí)行信號的邏輯函數(shù)表達式為:式中 m 有障礙的信號; m* 消障后的執(zhí)行信號; 中間記憶元件(輔助閥)輸出信號; t、d 分別為輔助閥K的兩個“通”和“斷”控制信號。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有氣時使有氣時使K閥有輸出,而
22、閥有輸出,而當(dāng)當(dāng)d有氣時有氣時K閥無輸出。閥無輸出。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t的起點應(yīng)該位于障礙信號m之前或同時,終點位于m的無障礙段中;“斷”信號d的起點應(yīng)該位于障礙信號m的無障礙段中,終點應(yīng)位于t的起點之前。下圖是輔助閥控制信號選擇示意圖。 輔助閥控制信號選擇示意圖 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”運算消除障礙運算消除障礙 用原始信號經(jīng)邏輯”
23、非”運算得到反相信號消除障礙、原始信號做邏輯”非”的條件是,起點在被制約信號m的執(zhí)行段之后,m的障礙段之前,終點在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”運算消除障礙運算消除障礙第第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作用面積作成大小不等的兩個控制面,含有障礙的控制信號m和小頭連接,換向信號x控制大頭,當(dāng)信號x一出現(xiàn)時,控制信號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)動作中只發(fā)出一個脈沖信號,把存在障礙的長信號縮短為脈沖信號,如圖所示。用這種方法排除障礙信號結(jié)構(gòu)簡單,但靠它 發(fā) 信 的 定 位 精 度 較低需要設(shè)置固定擋塊來定位,氣缸行程較短時不宜采用。5、將控制信號變成脈沖信號第第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)利用機械擋塊使行程閥發(fā)出脈沖閥信號)利用機械擋塊使行程閥發(fā)出脈沖閥信號 脈沖信號法實質(zhì)是將所有的障礙信號變?yōu)槊}沖信號,常用的方法有機械法和脈沖回路法。 機械法就是利用機械式活絡(luò)擋塊或可通過式行程閥發(fā)出
25、脈沖信號的消障方法,如圖所示。在圖a中,當(dāng)活塞桿伸出時,活絡(luò)擋塊使行程閥發(fā)出脈沖信號;而當(dāng)活塞桿縮回時,行程閥則不發(fā)信號。在圖b中,當(dāng)活塞桿伸出時,壓下單向滾輪式行程閥發(fā)出脈沖信號;而當(dāng)活塞桿縮回時,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。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)利用可通過式行程閥)利用可通過式行程閥機械法脈沖消障(a)利用機械式活絡(luò)擋塊消障;(b)利用可通過式行程閥消障。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信號變?yōu)?/p>
26、脈沖信號的消障方法,如圖所示。當(dāng)障礙信號a發(fā)出以后,脈沖閥K立即有信號輸出,同時,信號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,脈沖閥K換向,輸出信號a被切斷,從而使障礙信號a變?yōu)槊}沖信號。調(diào)整脈沖閥K中的節(jié)流閥,可以調(diào)整脈沖信號的寬度,當(dāng)然,調(diào)整得合適與否要在系統(tǒng)中檢驗。這種方法適用于定位精度要求較高的場合。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)計單往復(fù)行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計一、XD狀態(tài)圖法XD狀態(tài)線圖法設(shè)計行程程序控制系統(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。3、尋求消除障礙方式并確定執(zhí)行信號。行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計方法: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、主控換向閥(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)計中規(guī)定,用大寫
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向的主控換向閥也用與其控制的缸所相應(yīng)的文字符號表示。 用帶下標(biāo)l、0的小寫字母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所碰到的行程閥。如a1為對應(yīng)于缸A活塞桿伸出位置的行程閥和其輸出信號,b0為對應(yīng)于缸B活塞桿返回位置的行程閥和其輸出信號。行程閥發(fā)出的信號稱為原始信號。右上角帶* 號的信號是經(jīng)過邏輯處理而排除障礙后的執(zhí)行信號,如 a0*、a1* ;而把不帶* 號的信號叫作原始信號,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表示氣缸按對象的操作要求所完成的動作順序。例如有兩個氣缸A、B,要求其動作順序為:A缸進B缸進B缸退A缸退,工作程序圖見下圖所示。圖中,n為啟動信號。 工作程序圖 圖中的箭頭提示順序動作的方向,箭頭上方的小寫字母表示行程閥發(fā)出的行程信號。 如當(dāng)A1動作完成后發(fā)出a1信號,B1動作完成后發(fā)出b1信號。般情況下,氣缸的每一個動作總伴隨有一個行程閥動作。按照程序動作的氣缸依次發(fā)出行程信號,而該行程信號又命令下一個氣缸動作。如 表示當(dāng)A1動作完成后發(fā)出a1信號,a1信號命令B1動作。
30、由此可見,氣缸的動作順序和行程閥發(fā)出的信號順序是一致的。程序中的每一次動作稱為一個節(jié)拍,圖中所示的程序有五個節(jié)拍。 圖中所示的程序框圖可進一步省略圖中的箭頭和信號,可寫成: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,首先要繪制方格圖在方格的頂部兩行分別按照工作程序從左至右依次填入程序序號(或節(jié)拍號)1、2、3、4等及其相應(yīng)的動作狀態(tài)A1、B1、B0、A0。在最右邊留一欄作為“執(zhí)行信號”填寫執(zhí)行信號表達式。 在方格圖最左邊縱欄從上至下分別填入程序序號、控制信號及其控制的動作狀態(tài)(即XD組)。每個“XD組”包括上下
31、兩行,上行為行程信號行,下行為該信號控制的動作狀態(tài)。例如,a0(A1)表示是由信號a0控制A1動作。如果一個信號同時控制兩個動作,則應(yīng)在該節(jié)拍中分兩格填寫。 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、消障信號以及連鎖信號等。例如,對于節(jié)拍2為中間記憶元件(如輔助閥)的輸出信號,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)選擇別的控制信號作為制約信號00001111.)(*.)(*cbAbcaBa(2)選用控制閥輸出作為制約信號1001.)(*.)(*1000011111baabKaCbAbKaCaBa(3)另設(shè)輔助
32、元件的輸出作制約信號0110.)(*.)(*000111ccccKbAbKaBa(4)利用現(xiàn)有信號經(jīng)邏輯運算后所獲得的新信號作為制約信號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邏輯原理圖的繪制氣動邏輯原理圖的繪制 根據(jù)XD線圖中執(zhí)行信號的邏輯表達式,利用上述符號按照下列步驟繪制。(1)把系統(tǒng)中每個執(zhí)行元件兩種輸出狀態(tài)與相應(yīng)主控閥相連,從上而下依次畫在圖右側(cè)。(2)把發(fā)信裝置,如行程閥、啟動閥等,大致對應(yīng)其所控制的執(zhí)行元件逐一畫在圖左側(cè)。(3)在圖的
33、中間布置反映執(zhí)行信號相互之間的邏輯關(guān)系的邏輯符號,并標(biāo)注相應(yīng)的邏輯函數(shù)表達式。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)程序氣動邏輯原理圖繪制多缸單往復(fù)程序氣動邏輯原理圖 氣動邏輯原理圖是根據(jù)XD線圖的執(zhí)行信號表達式,并考慮系統(tǒng)所需要的手動、自動、復(fù)位等要求所畫出的邏輯框圖。當(dāng)畫出邏輯原理圖后,再按它就可以較快地畫出氣動回路原理圖。它是由XD線圖轉(zhuǎn)換成氣動回路原理圖的橋梁。氣動邏輯原理圖的基本組成及符號 (1)在邏輯原理圖中,主要用“是”、“與”、“或”、“非”和“雙穩(wěn)”等邏輯符號表示。
34、注意,其中任一邏輯符號可理解為邏輯運算符號,不一定總代表某一確定的元件,這是因為邏輯圖上的某邏輯符號,在氣動回路原理圖上可用多種方案表示。(2)執(zhí)行元件動作的兩種輸出狀態(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)”邏輯符號來表示。(3)行程發(fā)信裝置主要是行程閥,也包括外部信號輸入裝置,如:啟動閥、復(fù)位閥等。這些原始控制信號用小方框加相應(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回路原理圖繪制氣動回路原理圖 氣動回路原理圖是根據(jù)邏輯原理圖繪制的,繪制時應(yīng)注意以下幾點:(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)行元件圖形符號必須按液壓及氣動圖形符號國家標(biāo)準(zhǔn)繪制。(2)一般規(guī)定工作程序圖的最后程序終了時作為氣動回路的初始位置(或靜止位置),因此,氣動回路原理圖上氣閥的供氣及進出口連接位置,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,但對復(fù)雜的氣動系統(tǒng),為防止連線過亂,亦可用細實線代替虛線。(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實現(xiàn)。行程閥與啟動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)寫出工作程序或?qū)Σ僮饕蟮奈淖终f明。 (6)氣動回路原理圖的習(xí)慣畫
36、法:把系統(tǒng)中全部執(zhí)行元件(如氣缸、氣馬達等)水平排列,在執(zhí)行元件的下面畫上相對應(yīng)的主控閥,而把行程閥直觀地畫在各氣缸活塞桿伸縮狀態(tài)對應(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)慣畫法繪制而成的氣動回路原理圖。圖中n為啟動閥,K為中間記憶元件(輔助閥)。在畫氣動回路原理圖時要注意,無障礙的原始信號,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,如圖中的a1、b0,若用邏輯回路法消障,不能直接與氣源相接(無源元件);若用輔助閥消障,則只須使它們通過輔助閥與氣源串接。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、的氣動回路原理圖僅是為了執(zhí)行元件完成所需要的動作設(shè)計,它只是整個氣動控制系統(tǒng)的一部分。一個完整的氣動系統(tǒng)還應(yīng)有氣源裝置、調(diào)速線路、手動及自動轉(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)過程自動化的需要,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,可靠性高,可以直接利用各種傳感器(位置、壓力、溫度等)的輸出信號達到控制目的,易于實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)過程自動化等優(yōu)點。這就是近年越來越多地采用電控的原因之一。
38、當(dāng)選擇電控的氣動閥操縱氣動執(zhí)行元件時,控制線路中的控制元件是由電氣開關(guān)等元件組成。設(shè)計此類系統(tǒng)的方法仍可采用信號動作(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、氣動缸的往復(fù)回路、氣動缸的往復(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) 是氣動缸往復(fù)運動回路最簡單的情況,按下按鈕AN1氣動缸前進,放開后氣動后退的回路,按鈕與活塞動作間的關(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,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勵磁并進入自保持狀態(tài)后,觸點J 閉合、電磁鐵線圈DFQ勵磁,活塞前進。 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J斷開,DFQ消磁,單控四通閥復(fù)位,氣動缸退回。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,活塞自動作一次往復(fù)運動的回路,是(b)回路的運用。即用行程開關(guān)LX2代替按鈕AN2解除自保持,但若繼續(xù)按著AN1不放時,活塞將在前進端附近不停地作往復(fù)運動,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)運動現(xiàn)象的回路,該回路的特點是已經(jīng)后退的活塞桿在與后退端LX1接觸之前,繼電器J1不會勵磁?;钊倪\動情況是若繼續(xù)按下AN1時,活塞作連續(xù)往復(fù)運動,若按下AN1就立即放開,則活塞只作一次往復(fù)運動。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)運動,要使活塞再次前進,在放開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、在前進端暫時停止的回路、在前進端暫時停止的回路 活塞桿在前進端使LX2閉合時不立刻給出指令,而是通過時間繼電器。在規(guī)定的時間后使列號5的繼電器觸點閉合和列
41、號2的繼電器觸點SJ斷開,因此回路變成為活塞桿在前進端停留一定的時間后才始退回。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)運動回路、活塞桿連續(xù)往復(fù)運動回路第第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勵滋,并進入自保持狀態(tài),同時列號3的觸點J0閉合。繼電器J1被勵磁,并進入自保持狀態(tài),同時列號7的觸點J1閉合,電磁閥線圈DFQ被勵磁,活塞桿前進,(參看圖724),在前進端接觸LX2,繼電器J2勵磁,并進入自保持狀態(tài),同時列號3的常閉觸斷點J2斷開,繼電器J1自保持被解除。列號7觸點Jl斷開、DFQ消
42、磁,電磁換向閥復(fù)位,活塞桿后退。與行程開關(guān)LX1接觸后,繼電器J2的自保持被消除,列號3的常閉觸點J2閉合,使繼電器J1再次勵磁并進入保持狀態(tài),列號7觸點J1再次閉合,活塞前進。這樣不斷循環(huán)下去,使活塞桿連續(xù)往復(fù)運動。為使系統(tǒng)往復(fù)運動停止,在列號1上設(shè)置常閉按鈕開關(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) 氣動缸及主控閥組成的氣壓傳動部分應(yīng)和電控線路同時畫出。 (2) 一般情況下,當(dāng)一個控制信號在并聯(lián)線路中使用兩次以上,應(yīng)選用有兩對觸點的行程開關(guān)。或者通過繼電器派生出更多的等效信號。 (3) 主控閥可采
43、用直動式電磁閥或先導(dǎo)式電磁閥,電源可用直流或交流。但應(yīng)特別注意,采用交流雙控直動式電磁閥時,該閥兩側(cè)電磁鐵線圈不能同時得電,以防止燒毀線圈,為此應(yīng)設(shè)計保護線路。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)計多往復(fù)行程程序控制系統(tǒng)的設(shè)計 多住復(fù)行程程序是指程序運行一個循環(huán)中,氣動缸作多次往復(fù)運動。一、多往復(fù)行程程序控制的特點 1) 在多往復(fù)程序中,其多往復(fù)的氣動缸的多次動作在不同時刻可能受不同的信號控制。 2) 在多往復(fù)氣
44、功缸的多次動作中,終端行程閥發(fā)出的多次信號,在不同的時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)線圖的畫法狀態(tài)線圖的畫法 1) 按執(zhí)行元件動作的數(shù)目確定行數(shù),根據(jù)動作先后次序?qū)幼骷翱刂菩盘柍山M地分別填入最左一列,其他的和在第四節(jié)中介紹相同。 2) 動作及信號線的畫法也同前。 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線圖的特點線圖的特點(1) 多往復(fù)缸的多次動作狀態(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并不是每次出現(xiàn)時其狀態(tài)線前端都有執(zhí)行段。有時可能成為II型障礙段。例如節(jié)拍按程序應(yīng)是b0控制C1,此時b0有執(zhí)行段,而對C0來說,此時的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)的控制信號線和動作狀態(tài)線-對應(yīng)地進行長短比較,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)計中常采用一種技巧,即把多次出現(xiàn)的行程信號變成若干個獨立的信號,而后用這些脈沖信號作 中的通信號S和斷信號R,并取 作為制約信號消除障礙。例如用C1和C1可以將b1變成兩個獨立的脈沖信號b11和b12,其中然后作成制約信號及 等。在xD線圖中分別寫出了單控和雙控執(zhí)行信號的邏輯表達式。上述區(qū)別斷續(xù)出現(xiàn)的多次信號的方法是設(shè)計多往復(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控制回路氣動控制回路第第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)計多缸多往復(fù)行程程序回路設(shè)計 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工作循環(huán)中,
48、至少有一個執(zhí)行元件存在兩次或兩次以上的往復(fù)動作。下面以一個雙缸多往復(fù)程序“A1B1B0B1B0A0”為例,說明其設(shè)計方法。一、程序動作的特點一、程序動作的特點 雙缸多往復(fù)程序“A1B1B0B1B0A0”,從這個程序可以發(fā)現(xiàn)多缸多往復(fù)程序動作常常存在下面兩個特點:1氣缸的同一動作在不同的節(jié)拍里可能由不同的行程閥發(fā)出的信號控制。例如,動作B1,在第2節(jié)拍由a1 控制,第4節(jié)拍由b0 控制。這是II型障礙信號常見的一種形式。在回路設(shè)計時,可以用邏輯“或”對兩個信號進行綜合,即 。2程序中的同一個行程閥可能多次發(fā)出信號命令不同的氣缸或者同一氣缸的兩個相反的動作。例如信號b0,在第4節(jié)拍命令B1動作,第
49、6節(jié)拍命令A(yù)0 動作。這就是說,同一個行程閥b0發(fā)出的信號卻要去控制缸B和缸A的兩個動作。這又是一種多缸多往復(fù)程序型障礙的常見形式,這種障礙信號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,只是為了簡化XD線圖,使信號與動作之間的關(guān)系更加清楚,將在不同節(jié)拍內(nèi)控制同一動作的不同信號線及其動作狀態(tài)線畫在同一橫行內(nèi)。例如:信號線 a1(B1)、b0(B1)與所控制的動作B1的動作狀態(tài)線,均畫在第2橫行內(nèi)。此外,將控
50、制不同動作的同名信號線在相應(yīng)的格內(nèi)補齊,例如:b0(B1)在第2行內(nèi)補齊,而b0(A0)則在第4行內(nèi)補齊。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,而且存在 II型障礙信號。如:信號 a1 存在I型障礙,而信號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型障礙的實質(zhì)是重復(fù)
51、出現(xiàn)的信號在不同的節(jié)拍內(nèi)控制不同的動作,因此消除II型障礙的根本方法是:對重復(fù)信號進行正確的分配。具體方法如下:1、對于非連續(xù)往復(fù)動作中的II型障礙 對于非連續(xù)往復(fù)動作中的II型障礙,采用雙穩(wěn)和雙“與”門元件分配重復(fù)信號來消除。例如,對于多缸多往復(fù)程序“A1B1C1B0A0B1C0B0”,在一個工作循環(huán),B缸存在兩次往復(fù)動作,而且不是連續(xù)動作。其中,信號b1 在節(jié)拍3和節(jié)拍7中分別控制動作C1和C0;信號b0在節(jié)拍 5和節(jié)拍 1中分別控制動作 A0和 A1。為了解決信號 b0和b1 的二次分配問題,可以借助中間動作C1和C0所產(chǎn)生的獨立信號c1和c0作為輔助信號,用雙穩(wěn)和雙“與”門元件來解決信
52、號分配問題。其邏輯原理圖如圖1523所示,氣動元件回路圖如圖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)行信號的邏輯函數(shù)表達式為b1(C1)b1;b1(C0)b1 (1524)b0(A0)= b0;b0(A1)=b0 (1525) 需要注意的是:所選用的兩個原始信號(這里為c1和c0)必須是不同時出現(xiàn)在II型障礙信號(這里為b1和b0)前后兩次出現(xiàn)的間隔內(nèi)的短信號,否則有可能出現(xiàn)新的障礙。2對于連續(xù)往復(fù)動作中的II
53、型障礙 對于連續(xù)往復(fù)動作中的II型障礙,此時重復(fù)動作的執(zhí)行元件在多次往復(fù)動作之間沒有獨立的中間信號存在,則可以采用下面的連續(xù)重復(fù)信號分配回路來消除。 例如,對于多缸多往復(fù)程序“A1B1B0B1B0A0”,B缸連續(xù)兩次重復(fù)動作產(chǎn)生的二次重復(fù)信號b0,先后控制動作B1和A0。此時產(chǎn)生的 II型障礙信號b0可以采用圖 1525所示的連續(xù)重復(fù)信號分配回路來消障。 由圖1525a可知,該回路由兩個雙穩(wěn)元件R1和R2,以及三個“與”門元件如Y1、Y2和 Y3構(gòu)成。其中為b0是多次重復(fù)的障礙信號;a0是雙穩(wěn)元件 R1和 R2的置“0”信號(可選取程序中合適的原始信號);b1為是連續(xù)往復(fù)中間信號。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b0的分配回路(a)邏輯原理圖;(b)氣動回路圖。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 信號分配的原理是:首先輸入a0信號,使雙穩(wěn)元件R1和R2置“0”(即復(fù)位)。當(dāng)b1信號第一次輸入后,“與”門元件Y3無輸出;待 b0信號第一次輸入后,“與”門元件 Y2輸出執(zhí)行信號b0*(B1),控制動作B1;同時,使雙穩(wěn)元件R1 置“1”。 當(dāng)b1信號第二次輸入后,“與”門元件Y3有輸出,使雙穩(wěn)元件R2置“1”;待b0信號第二次輸入后,“與”門元件Y1輸出執(zhí)行信號的b0*(A0),
55、控制動作A0,從而完成了連續(xù)重復(fù)信號b0的分配。 圖1525b是相應(yīng)的氣動回路原理圖,其中R1為二位三通換向閥(計數(shù)閥),R2為二位五通換向閥。 對于連續(xù)多次重復(fù)動作的系統(tǒng),可以按照上述原理進行多次重復(fù)信號分配,當(dāng)然回路將變得很復(fù)雜。因此,可以采用輔助機構(gòu)、輔助行程閥或者定時發(fā)信裝置來實現(xiàn)多缸多次重復(fù)信號的分配,其特點是:在多往復(fù)執(zhí)行元件的行程終點設(shè)置多個行程閥或者定時發(fā)信裝置,使每個行程閥僅控制一個動作或者根據(jù)程序定時發(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)計選擇程序控制系統(tǒng)的設(shè)計一、自動選擇程序 自動選擇程序控制系統(tǒng)的特點是:當(dāng)系統(tǒng)完成某一動作后,下一步應(yīng)執(zhí)行哪一動作要根據(jù)檢測元件的信號來確定。例如,一臺檢測產(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)檢測結(jié)果,由傳感器給出
57、合格與不合格的信號,根據(jù)此信號決定該產(chǎn)品應(yīng)送入成品庫或廢品庫,即由傳感器的信號來自動選擇程序運行。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)品選擇程序為可以看出題給程序可能出現(xiàn)下述三種閉合環(huán)路程序,用節(jié)拍號表示。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),其行程程序為:2、合格產(chǎn)品重復(fù)出現(xiàn),其行程程序為: 3、不合格產(chǎn)品交替出現(xiàn),其行程程序為: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 對于這樣的控制系統(tǒng),可以先按第一種程序進行設(shè)計,然后再對于這樣的控制系統(tǒng),可以先按
58、第一種程序進行設(shè)計,然后再驗驗證所設(shè)計的程序控制系統(tǒng)是否也適用于后兩種情況。對于第一驗驗證所設(shè)計的程序控制系統(tǒng)是否也適用于后兩種情況。對于第一種情況,其具體程序為:種情況,其具體程序為: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 由圖755可知,信號a1存在有脈沖障礙,只要A01時,此脈沖障礙自行消失。為了使所設(shè)計的線路更可靠地適用于后兩種情況,應(yīng)要進行逐環(huán)核對。逐環(huán)核對實際上是檢查消除障礙的制約信號是否仍有效。實際上,主令信號作制約信號是不必校核的,因為只利用它們在各節(jié)拍當(dāng)時的狀態(tài)。但是記憶信號 則
59、必須檢查,如果記憶信號的通信號S和斷信號R分別屬于兩個程序,而因回路在某種情況下只按一種程序運行,則記憶信號 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 的通、斷信號時,應(yīng)在同一程序中選擇。本例中的制約信號 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)運行前由操作者根據(jù)需要,通過“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)有選擇程序為設(shè)有選擇程序為 由題結(jié)選擇程序可知:該程序可助過回轉(zhuǎn)式程序預(yù)選閥使程序變成如下兩個獨立的閉合環(huán)路程序,即(1)A1B1B0 C1C0A0,(2)A1C1C0A0兩個程序,為了判別和消除障礙,需分別根據(jù)上述兩個獨立程序作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 分析上述兩個程序可知,它們之間的區(qū)別僅在于B缸是否參與運行,控制信號a1在不同
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