第四讲 电气控制线路设计(二)ppt课件.ppt 45页

可编程控制器第四讲电气控制线路设计——逻辑设计法湖南大学电气学院唐璐 电气控制逻辑设计法逻据设计法是利用逻辑代数这一数学工具来进行电路设计，即根据生产机械的拖动要求及工艺要求，将执行元件需要的工作信号以及主令电器的接通与断开状态看成逻辑变量，并根据控制要求将它们之间的关系用逻辑函数关系式来表达，然后再运用逻辑函数基本公式和运算规律进行简化，使之成为需要的最简“与、或”关系式，根据最简式画出相应的电路结构图、最后再作进一步的检查和完善，即能获得需要的控制线路。 1.用继电接触控制线路表示逻辑代数的基本运算与运算“与”运算（逻辑乘）逻辑代数中运算符号“×”或“·”读作“与”。“与”运算的真值表如下表所示。 实现逻辑乘的器件叫做“与”门，它的逻辑符号如图（a）所示，图（b）显示出了继电控制线路中“与”运算的实例，它表示触点的串联。若规定触点接通为“1”，断开为“0”，线圈通电为“1”，断电为“0”，则可以写出KM＝KA1×KA2，只有触点KA1、KA2均接通，接触器线圈KM能通电。（a）逻辑符号（b）控制线路实例逻辑“与” 或运算“或”运算（逻辑加）逻辑代数中运算符号“+”读作“或”。“或”运算的真值表如下表所示。 逻辑“或”（a）逻辑符号（b）控制线路实例实现逻辑乘的器件叫做“或”门，它的逻辑符号如图（a）所示，图（b）显示出了继电控制线路中“或”运算的实例，它表示触点的并联，可写成KM＝KA1×KA2，当触点KA1或KA2接通，或者KA1和KA2多接通时，接触器线圈都可通电。 非运算“非”运算（逻辑非）逻辑代数中“非”运算的符号用变量上面的短横线表示，读作“非”。“非”运算的真值表如下表所示。它表示了事物相互矛盾的两个对立面之间的关系。这种规律的因果规律称为“非”逻辑关系。 实现逻辑“非”的器件叫做“非”门，它的逻辑符号如图（a）所示，图（b）示出了继电控制线路中“非”运算的实例，通常称KA为原变量，为反变量，它们是一个变量的两种形式，如同一个继电器的一对常开、常闭触点，在向各自相补的状态切换时同步动作。图（b）中，触点KA的取值与线圈KM的取值相同，而KM1与继电器的常闭触点的取值相同，所以，故实现了非运算。（a）逻辑符号（b）控制线路实例逻辑“非” 逻辑代数公理、定理与电气控制线路的关系 2.逻辑函数与继电接触控制线路图（1）逻辑函数（2）逻辑图和继电接触控制线路图由继电接触控制线路图写出逻辑函数由逻辑函数画出继电接触控制线路 图（a）为一个最简单的起-保-停线路。它的逻辑函数是：图（b）为图（a）的反演电路，实现的逻辑功能完全相同.(a)为失电优先，(b)为得电优先（a）（b） 练习已知某电气控制线路逻辑函数关系为绘制控制线路图 根据梯形图写逻辑表达式 练习化简 图解设计法1首先将电气控制系统要求用文字的形式描述出来，或是以图形方式示意清楚2根据电气控制系统的工作过程及控制要求绘制逻辑关系图3布置运算元件工作区间4写出各运算元件和执行元件的逻辑表达式5根据各运算元件和执行元件的逻辑表达式绘制电气控制线路图6检查并进一步完善设计线路 图形和文字描述某两位四通电磁阀控制液压缸活塞进退的控制要求如下1按下启动按钮后，电磁阀YA得电，液压缸活塞杆前进2活塞杆碰到行程开关SQ时，电磁阀的电磁铁失电，活塞杆后退至原位处，停下 逻辑关系图的画法检测信号有效信号能够引起元件状态改变或能使工步发生切换的检测信号。非控信号不能引起元件状态改变，也不能使工步发生切换的检测信号 逻辑关系图的画法检测信号的特性瞬时信号有效信号的持续时间少于一个工步。持续信号有效信号的持续时间不少于一个工步。 逻辑关系图的画法执行元件的工作区间执行元件都会有一定的工作区间，一般会占据一个或数个工步。从其起始信号开始，到终止信号结束，用两个信号之间的横线表示。 例子下图是一个液压控制系统工作原理及控制要求示意图，YV1、YV2均为两位四通电磁阀，YA1、YA2分别为电磁阀的电磁铁，液压缸A、B在电磁阀控制下完成四个公布的半自动循环，启动按钮为SB。 答案 运算元件的基本逻辑式 基本逻辑式适用条件起始信号只能出现在运算元件的工作区间之内，以及终止信号持续区间内终止信号的同名信号只能出现在运算元件的工作区间之外 电磁阀本身不带触点，为形成自锁以持续得电，需借助带触点的控制元件，这里用中间继电器KA1、KA2对电磁阀YA1、YA2进行控制。 根据逻辑关系图得出逻辑式为根据逻辑式可画出控制线路图 用持续信号排除额外起始信号第5工步出现非控起始信号，会导致异常启动，利用持续信号Sy来排除非控起始信号 用持续信号排除额外起始信号第4工步出现非控起始信号，会导致异常启动，利用持续信号Sy来排除非控起始信号 无法适用的情形 用持续信号排除额外终止信号终止信号Se持续到了下一周期第1工步，将导致KA的下一工作区间无法正常开始 用持续信号排除额外终止信号终止信号Se在第2工步作为非控信号出现，将导致KA的工作区间（1-3）提前结束 练习 练习 总结当存在额外的起始和终止信号时，需选取持续信号Sx作为其约束信号 紧急复位时产生的起始信号有些设备设有紧急复位按钮，在意外状况时按下，可使设备强制性断电。手动按下紧急复位按钮后，抬手后，一般会自动恢复闭合状态。在有些情形中。复位过程可能会产生额外的起始信号，重新启动设备 屏蔽多个额外起始信号(a)(b) 屏蔽多个额外终止信号(c)(d) 练习双电式三位四通电磁阀 练习用逻辑设计法设计两台电动机“顺序启动、逆序停车”的控制线路。要求：按下SB1后，M1启动，t1秒后，M2启动，按下停止按钮后M2停车，t2秒后，M1停车 练习启动后，工作台由原位处右移，到压下SQ1位置处，停止，t秒后，自动左移，至原位压下SQ2处停止。绘制控制线路图 作业一用逻辑设计法为下面的液压系统设计控制线路 作业二两台电机控制两个工作台A、B，控制要求如下：按下SB后，工作台A由SQ1进至SQ2然后工作台B由SQ3自动进至SQ4然后A由SQ2自动退至SQ1最后B由SQ4自动退至SQ3