第七章行程程序控制系統§7-1概述1、程序控制：是根據生產過程中的物理量（位移、時間、壓力、溫度、液位等）的變化使控制對象的執行機構按預先給定的程序有序協調地工作。2、類別：

數字程序控制簡單的程序控制：行程控制：單往復人工預選程序多往復自動選擇程序時間控制行程與時間混合控制3、行程程序控制系統的組合成外部指令信號邏輯控制回路轉換或放大執行元件被控對象行程發信裝置方框圖(閉環回路)該系統是指執行元件執行某一動作后，由行程發信器發出信號，此信號輸入邏輯控制回路，由其做出邏輯運算發出有關執行信號，指揮執行元件完成下一步動作，此動作完成后，又發出新的信號，直至完成預定的控制為止。①邏輯控制回路：由氣動方向閥或氣動邏輯元件根據程序要求的邏輯表達式組成；②執行元件：氣缸、氣液缸、氣馬達、氣動閥門、氣電轉換器等③行程發訊裝置：發出位置（或行程）信號的傳感器，為機控行程閥、行程開關等④動力源：壓縮機、分水濾氣器、干燥器、儲氣罐、調節閥、油霧器等時間程序信號發生器信號(脈沖)分配回路執行元件被控對象時間程序控制系統§7-2氣動系統中常用的電氣回路

一、控制繼電器1、工作原理：通過按鈕或限位開關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。電源主回路繼電器控制回路電池按鈕開關限位開關圖7-2繼電器工作原理圖2、分類：按工作原理：電磁式、感應式、機械式、電動式等

按動作信號：電流繼電器、電壓繼電器、時間繼電器、熱繼電器、溫度繼電器、速度繼電器二、串聯回路——邏輯與1LX1J1LX2J2LX3J3J42345J4J1J2J3DFQ圖7-3串聯電路圖三、并聯回路——邏輯或1LX1J1LX2J2LX3J3J42345J1圖7-3并聯電路圖J4DFQJ2J3674567四、自保持電路——記憶回路（繼電器以自己的觸點保持勵磁狀態）1JA23圖7-5按鈕開關電路B2,3動斷觸點動合觸點1JA23圖7-6自保持電路B2,3QAJ觸點1J觸點3J觸點244五、延時電路12圖7-8延時電路2QASJXDQA接通QA斷電接通斷電延時時間時限觸點122QASJXDQA接通QA斷電時限觸點接通斷電(a)(b)六、優先電路1232,5AN1J14前進J1LX1AN2J2J2LX24,6后退DFQ1J1DFQ2J256DFQ1DFQ2圖7-9氣動缸往復運動回路及其操作電路(b)(a)1232,5,3AN1J14前進J1LX1AN2J2J2LX24,6,1后退DFQ1J1DFQ2J256J2J1圖7-10先入優先電路§7-3障礙信號一、障礙信號的定義定義：在同一時刻，主控閥的兩端控制口同時存在控制信號，妨礙主控閥按預定程序換向。二、常用符號的規定1、氣缸或氣馬達——大寫字母A、B、C表示下標1、0表示氣缸活塞桿的狀態（1——伸出、0——縮回）2、小寫字母a1a0b1b0——與缸的動作相對應的行程閥及輸出的信號（原始信號）1——活塞桿伸出時行程閥發的信號0——活塞桿縮回時行程閥發的信號

3、A1*A0*B1*B0*——執行信號（排除障礙的信號）三、障礙信號的分類

例：A1A0B1B0a0是障礙信號，防礙B0動作Ⅰ型障礙→多缸單往復系統b0是障礙信號，防礙A0動作Ⅱ型或Ⅰ型障礙→多缸多往復系統主控閥產生輸出信號A1、A0，控制信號m、n1、滯消障礙：障礙信號比控制信號出現時多存在一瞬間便自行消失(不需要排除，靠其自行消失)。2、障礙信號的判別(1)區間直觀法：行程程序A1、

A0、B1、B0b0是aI的障礙信號a0是b1的障礙信號當要求輸出A1時有三種情況mA1mAnn是m的障礙信號nA1A0要求輸出A0時nA0mAnm是n的障礙信號mA1A0無障礙I型障礙II型障礙(2)例：A1、B1、A0、C1、C0、B0

要產生C0動作有C1信號，而產生C1動作有a0信號，a0先于C1產生，且不消失，故a0是C0的障礙信號結論：在某發信元件的往復(或復和往)的運動區間內，若含有直接受控元件的往和復運動，則發信元件發出的控制信號有障礙。(2)X—D狀態圖法：C1C0C1a0B1B0c0A是發信缸,C是受控缸C是發信缸,B是受控缸a1§7-4信號—動作(X-D)固態圖一、X-D狀態圖圖框的畫法二、動作狀態線的畫法粗實線：起點：縱橫坐標大寫字母同，且字母下標也相同的方格左端終點：縱橫坐標大寫字母同，且字母下標相異的方格左端說明：各節拍間的縱向分界線,是各主控閥的切換時間線任一主控閥，它的兩個輸出總是互為反相，即兩個輸出狀態線可水平地連接或一閉合直線。三、控制信號線的畫法細實線：起點：符號相同的字母及下標的未端終點：字母相同，下標相異的行程開始后的前端控制信號總比它所控制的動作早一瞬間開始，而在動作把相切換后一瞬間結束。執行段：控制信號比動作狀態線提前產生的那個出頭部分是使主控閥切換這一命令的有效部分(由于主控閥的記憶功能，其余部分可有可無)§7-5障礙信號的判別及消除一、X—D線圖判別障礙1、控制信號線比它所控制的動作狀態線短→無障礙；2、控制信號線比它所控制的動作狀態線長→有障礙；3、控制信號線與它所控制的動作狀態線基本等長，僅多出一出頭部分→滯消障礙(自行消失，無需消除)二、障礙信號的消除Ⅰ型障礙的產生：控制信號線比動作狀態線長排除障礙的實質：縮短控制信號存在的時間，使長信號變為短信號(信號線最長等于它所控制的動作線)。1、邏輯與運算m*(執行信號)=m(控制信號)·x(制約信號)要求：制約信號x的狀態線與控制信號m的執行段重合，與m的障礙段不重合。可做制約信號的有：(1)其它控制信號；(2)其他主控閥輸出信號；(3)輔助閥輸出信號；(4)系統中原有信號通過各種邏輯運算獲得的新信號2、輔助閥(常采用二位三通閥)

mm*Kx1x0x1x0TTTTmKx1x0x1x0m*=mKx1x0mx1x0Kx1x0m*x1→通信號：含有被制約信號的執行段，而不與被制約信號的障礙段重合(或說在障礙段前結束)x0→斷信號：在障礙段之前產生，而不與執行段重合。且滿足x1

·x0=03、邏輯非運算m*=m·x要求x：起點在m的執行段之后，障礙段之前

終點在m在障礙段之后，執行段之前mm*=mxxxTTTTxmm*mxm*4、差壓閥5、將控制信號變成脈沖信號(1)用機械式活絡擋塊使行程閥發出的信號→脈沖信號xmA0A1m--含有障礙的信號x一出現m的障礙即消除mxA1A0(2)用可通過式行程閥注意：(1)(2)回路中在安裝往程閥時不能安裝在缸的往程終點，而應保留一段行程以便使擋塊或凸輪通過行程閥(3)直接用脈沖閥脈沖閥(相當于延時斷回路)脈沖信號時間長短可通過調節脈沖閥中的節流閥實現§7-6單往復行程程序控制系統的設計

一、X—D線圖法的設計步驟1、寫出工作程序(即行程程序框圖)2、畫出X—D線圖3、判斷障礙信號并排除障礙信號4、畫出邏輯原理圖5、畫出氣動回路原理圖，并補充輔助功能6、選擇元件參數

單往復：在一次循環中，系統中各執行元件只作一次往復運動。(∴此系統中每個行程閥在一個循環中只發出一個信號，且該信號所控制的動作是固定的)設計方法：1、試湊法：選用基本回路常用回路試湊在一起組成控制回路，然后分析能否滿足要求。

2、邏輯設計法：a、邏輯運算法(用邏輯代數來簡化)b、圖解法：X—D線圖法、卡諾圖法、程序控制線圖法圖7-22程序A1B1C0B0A0C1的氣動控制圖二、例：1、立式自動鉆床程序要求：送料、夾緊、送料退與鉆孔進同時發生，鉆孔退、松平、再送料三個缸：送料缸A、夾緊缸B、鉆孔缸C1、程序框圖送料缸進A1啟動信號m夾緊缸進B1a1b1送料缸退A0鉆扎缸進C1鉆孔缸退C0c1夾緊缸退B0c0b0自動鉆床程序框圖A1mB1a1b1A0C1C0c1B0c0b0簡化后的程序框圖bA0A1B1C1C0B012345A1B1A0C1C0B0程序X-D執行信號b0(A1)A1a1(B1)B1b1(A0)A0c1(C0)C0c0(B0)B0nb0a1

b1·

b1(C1)C1C0B0c0c0b0c0a1c0B1bc0序號

2、畫X—D線圖3、判斷障礙信號并排除障礙信號4、邏輯原理圖

10

10

10

10

c1c0B1B0A1A0c0b0c1a1b1nnb0a1c1b1c0Kb0c1Kb0

c15、氣動原理圖：注意：線路應表示系統處于靜止時的狀態(1、氣缸活塞位置2、線路信號線的連接)

A1A0a1b1b0nAnb0b1B1B0C1C0c1c0c1a1c1b0c0Kb0

c1二、電—氣控制線路圖

1、氣缸往復回路a、手動按鈕操作b、帶自保持的一次往復(往復均需手動)c、帶自保持的一次往復(復用往程開關代替手動按鈕解除往的自保持)特點：如按住往的按鈕，則活塞將在前進端附近不停地作往復d、為防止上述情況發生加互鎖e、一次往復回路AN1J0J0LX2J2J2LX1DFQJ1DFQJ1J2J1J0JAN1AN1AN1AN2AN1LX2AN1LX2AN1LX2AN1LX2AN1AN1LX2NO電氣線路圖程序線圖abcdeJ1J2LX2LX1J2J1J2J1AN1DFQLX2AN1DFQJAN2AN1DFQAN12、在前進端暫時停止回路增加時間繼電器3、活塞桿連續往復回路4、電控行程程序控制系統1.氣動缸及主控閥組成的氣壓傳動部分應和控制電路同時畫出;2.控制信號多次引用,應選用至少兩對觸點的行程開關,或通過繼電器派生出更多的等效信號;3.電控閥兩電磁鐵的互鎖(一般直流雙控及雙控先導須互鎖1234566666AN1J0J1SJJ0SJJ1J1LX2LX