第6章 主机遥控系统的逻辑与控制回路

1、第第6章章 主机遥控系统的主机遥控系统的 逻辑与控制回路逻辑与控制回路 第一节第一节 主机遥控系统常用的气动阀件主机遥控系统常用的气动阀件 第二节第二节 启动逻辑回路启动逻辑回路 第三节第三节 换向与制动逻辑回路换向与制动逻辑回路 第四节第四节 转速与负荷的控制和限制回路转速与负荷的控制和限制回路 返回目录返回目录 第一节主机遥控系统常用的气动阀件第一节主机遥控系统常用的气动阀件 一、逻辑元件一、逻辑元件 图6-1-1 1、两位三通阀、两位三通阀 2、三位四通阀、三位四通阀 图6-1-2 3、多路阀、多路阀 图6-1-3 图6-1-4 4、双座止回阀、双座止回阀 图6-1-5 5、联动阀、联动

2、阀 图6-1-6 返回本章返回本章 7 6 5 4 3 1 2 2 A 3 1 (b) (a) 图图 6-1-1 两位三通阀结构原理及逻辑符号图两位三通阀结构原理及逻辑符号图 A 返回最近返回最近 图 6-1-2 各种两位三通阀逻辑符号图 (a)(b)(c)(d)(e) 返回最近返回最近 图图 6-1-3 三位四通阀结构原理及逻辑符号图三位四通阀结构原理及逻辑符号图 6 5 7 AB P (a)(b) 1-阀体；2-左滑阀；3-弹簧；4-右滑阀；5-倒车信号；6-正车信号；7-连锁信号 ；A-正车换向口；B-倒车换向口；P-气源口 返回最近返回最近 2 34 5 2 3 4 5 1616 正车

3、信号 倒车信号 图图6-1-4 多路阀结构原理图及逻辑符号图多路阀结构原理图及逻辑符号图 返回最近返回最近 滑阀 A B C 图图 6-1-5 双座止回阀逻辑符号图双座止回阀逻辑符号图 (a) AB C (b) A B C (a) (b) 图图 6-1-6 联动阀逻辑符号图联动阀逻辑符号图 返回最近返回最近 二、时序元件二、时序元件 图6-1-7 1、单向节流阀、单向节流阀 2、分级延时阀、分级延时阀 图6-1-8 3、速放阀、速放阀 图6-1-9 图6-1-10 三、比例元件三、比例元件 1、比例阀、比例阀 2、速度设定精密调压阀、速度设定精密调压阀 图6-1-11 返回本节返回本节 21

4、3 (a) A B (b) 图图 6-1-7 单向节流阀结构原理及逻辑符号图单向节流阀结构原理及逻辑符号图 返回最近返回最近 (a) (b) 图图6-1-8 分级延时阀结构原理及逻辑符号图分级延时阀结构原理及逻辑符号图 返回最近返回最近 AB (b) 图图 6-1-9 速放阀结构原理及逻辑符号图速放阀结构原理及逻辑符号图 (a) 返回最近返回最近 2 1 4 5 (a) (b) 图图 6-1-10 比例阀结构原理及逻辑符号图比例阀结构原理及逻辑符号图 返回最近返回最近 (b) ASAH P (c) 1-滚轮；2-顶锥；3-上滑阀；4-进排气球 阀；5-下滑阀；6-膜片；7、8、9-弹簧 ；10

5、-调整螺钉；P-气源；B-输出口；C- 通大气端 图图 6-1-11 转速设定精密调压阀结构原理及输出特性图转速设定精密调压阀结构原理及输出特性图 (a) 返回最近返回最近 第二节第二节 起动逻辑回路起动逻辑回路 一、主起动逻辑回路一、主起动逻辑回路 1、起动准备逻辑条件、起动准备逻辑条件 S M LOASC nTFSTPSESPPPMVTGY3= 2、起动鉴别逻辑、起动鉴别逻辑 SSHHSL CICIY+= 返回本章返回本章 3、主起动逻辑回路图、主起动逻辑回路图 图6-2-1 返回本节返回本节 )( 3 SSHHs M LOASLSCSO CICInTFSTPS ESPPPMVTGYYY

6、+ = TG PAP0 ES PSST F3ns MVP1TSTM IHCHIs CS YSCYSL YSO + 图图6-2-1 主起动逻辑回路逻辑图主起动逻辑回路逻辑图 返回最近返回最近 二、重复起动逻辑回路二、重复起动逻辑回路 1、时序逻辑控制方式、时序逻辑控制方式 2、时序、时序转速逻辑控制方式转速逻辑控制方式 图6-2-2 图6-2-3 三、重起动逻辑回路三、重起动逻辑回路 1、重起动的逻辑条件、重起动的逻辑条件 所谓重起动是指，在一些特殊条件下的起动过所谓重起动是指，在一些特殊条件下的起动过 程，目的在于保证起动的成功。程，目的在于保证起动的成功。 返回本节返回本节 返回最近返回最近

7、 返回最近返回最近 返回最近返回最近 1、重起动的逻辑条件、重起动的逻辑条件 1）必须满足起动的逻辑条件，）必须满足起动的逻辑条件，YSO为为1，因为重起动也，因为重起动也 是起动，因此，是起动，因此，YSC、YSL必须均为必须均为1； 2）必须有应急起动指令）必须有应急起动指令IE（在发开车指令的同时，按在发开车指令的同时，按 应急操纵按钮），或者有重复起动信号应急操纵按钮），或者有重复起动信号F（第一次起动第一次起动 为正常起动，第二、三次起动为重起动），或者有倒为正常起动，第二、三次起动为重起动），或者有倒 车车令车车令IS（倒车起动性能不如正车）；倒车起动性能不如正车）； 3）起动转速

8、未达到重起动发火转速，）起动转速未达到重起动发火转速，nH = 1。 重起动重起动YSH的逻辑表达式为：的逻辑表达式为： YSH = YSOnH（IE + IS + F） 返回本节返回本节 2重起动逻辑回路功能重起动逻辑回路功能 遥控系统发出起动指令后，重起动逻辑回路要能遥控系统发出起动指令后，重起动逻辑回路要能 判别是否满足重起动逻辑条件，如果不满足，起动逻判别是否满足重起动逻辑条件，如果不满足，起动逻 辑回路发正常起动信号；若满足重起动逻辑条件，则辑回路发正常起动信号；若满足重起动逻辑条件，则 发重起动信号发重起动信号YSH；如果起动成功，要撤消重起动信如果起动成功，要撤消重起动信 号，以

9、备下次起动时重新判别是否满足重起动逻辑条号，以备下次起动时重新判别是否满足重起动逻辑条 件。件。 返回本节返回本节 四、慢转起动逻辑回路四、慢转起动逻辑回路 慢转起动是指，主机长时间停车后，再次起动 时要求主机慢慢转动一转到两转，然后再转入正常 起动。这样能保证主机在起动过程中的安全，同时 对相对摩擦部件起到“布油”作用。 返回本节返回本节 1）起动前主机停车时间超过规定的时间； 2）没有应急取消慢转指令； 3）没有达到规定的转数或规定的慢转时间； 4）没有重起动信号； 5）满足起动的逻辑条件 SOSHSCTDSLD YYRISY 1 = 1慢转起动的逻辑条件 返回本节返回本节 2、慢转起动逻

10、辑回路的功能 慢转起动逻辑回路应该能够检测慢转逻辑条件， 若满足条件则形成慢转指令。遥控系统送出起动指令 后，慢转起动逻辑回路要能判别是否已形成慢转指令， 若已形成慢转指令，则要进行慢转起动，慢转起动成 功后，自动转入正常起动，否则直接进行正常起动。 返回本节返回本节 返回最近返回最近 3、实现慢转起动的控制方案 （1）控制主起动阀开度的方案 图6-2-7 （2）采用主、辅起动的方案 图6-2-8 返回本节返回本节 图图 6-2-7 控制主起动阀开度的慢转起动方案图控制主起动阀开度的慢转起动方案图 VA YSO 起动空气气源 起动系统 起动信号 慢转起动阀 VSL 主起动阀 慢转起动信号 起动

11、阀 YSLO 返回最近返回最近 图图 6-2-8 采用主、辅起动阀控制的慢转实现方案图采用主、辅起动阀控制的慢转实现方案图 VSLO VC 起动信号YSO 慢转信号 去起动阀 VA VB 气源 )( VA VB 关 开 关开 VSL 返回最近返回最近 第三节第三节 换向与制动逻辑回路换向与制动逻辑回路 S S H H HSSHRL CICI CICIY += += 一、换向逻辑回路一、换向逻辑回路 1、换向的逻辑条件、换向的逻辑条件 1）换向的鉴别逻辑）换向的鉴别逻辑 返回本章返回本章 2）停油条件）停油条件 )()( )()( SSSHHH SSHHSSHHRT RCIRCI RIRICIC

12、IY += += 3）转速条件）转速条件 转速低于换向转速转速低于换向转速nR或应急换向转速或应急换向转速nER 4）顶升机构抬起）顶升机构抬起 Dup=1 返回本节返回本节 )()( )( upERRRTSSHH upERRRTRLR DnnYCICI DnnYYY += += 换向的逻辑条件表达式换向的逻辑条件表达式 2、双凸轮换向的逻辑图、双凸轮换向的逻辑图 图6-3-1 返回本节返回本节 RF CHCS + + + + + + YRS YRH Td VHVS GH YRT DO YRYR DUP nERnR CHRHIHISRSCS 图图 6-3-1 双凸轮换向逻辑图双凸轮换向逻辑图

13、返回最近返回最近 二、制动逻辑回路二、制动逻辑回路 制动是指主机在运行中换向完成后，为制动是指主机在运行中换向完成后，为 使主机更快地停下来，以便进行反向起使主机更快地停下来，以便进行反向起 动所采取的动所采取的“刹车刹车”措施。措施。 返回本节返回本节 能耗制动是指，主机在运行中完成应急换向后，在能耗制动是指，主机在运行中完成应急换向后，在 主机高于发火转速情况下所进行的一种制动。常常主机高于发火转速情况下所进行的一种制动。常常 是在应急操纵的情况下进行。其原理是保持主起动是在应急操纵的情况下进行。其原理是保持主起动 阀处于关闭状态，让空气分配器投入工作，此时由阀处于关闭状态，让空气分配器投

14、入工作，此时由 于换向已经完成，空气分配器是按与主机运转方向于换向已经完成，空气分配器是按与主机运转方向 相反的顺序打开个气缸起动阀，当某个气缸的气缸相反的顺序打开个气缸起动阀，当某个气缸的气缸 起动阀打开时正好处在压缩冲程。柴油机相当于一起动阀打开时正好处在压缩冲程。柴油机相当于一 台压气机，快速消耗柴油机运动部件的惯性能，使台压气机，快速消耗柴油机运动部件的惯性能，使 主机转速能以较快的速度下降。主机转速能以较快的速度下降。 1、能耗制动、能耗制动 返回本节返回本节 1）制动的鉴别逻辑）制动的鉴别逻辑 2）换向已经完成）换向已经完成 3）已经停油）已经停油 4）转速高于发火转速）转速高于发

15、火转速 5）有应急操作指令）有应急操作指令 SSHHBL RIRIY+= 1= RF Y 1= RT Y 1= S n 1= E I 能耗制动的能耗制动的逻辑条件逻辑条件 返回本节返回本节 YBRO YRF YRT YBL IE （IHCHISCS）（IH 十IS ） YRT IE YBRO1时满足能耗制动逻辑条件，可进行能耗制动。 S n H R S R S n 能耗制动的能耗制动的逻辑条件逻辑条件 这些条件应该是“与”的关系，其逻辑表达式为 返回本节返回本节 2、强制制动、强制制动 强制制动的原理是：在主机运行中将车令手柄扳至强制制动的原理是：在主机运行中将车令手柄扳至 反方向，当换向完成

16、，且转速低于发火转速时，打开反方向，当换向完成，且转速低于发火转速时，打开 空气分配器和主起动阀，使高压空气按照与主机运转空气分配器和主起动阀，使高压空气按照与主机运转 方向相反的顺序，即气缸处于压缩冲程时进入各个气方向相反的顺序，即气缸处于压缩冲程时进入各个气 缸，起到强行阻止活塞向上运动的作用，进而迫使主缸，起到强行阻止活塞向上运动的作用，进而迫使主 机减速。机减速。 返回本节返回本节 强制制动与能耗制动的不同点强制制动与能耗制动的不同点 1. 对于所有主机，只要在运行中换向完成后，都能对于所有主机，只要在运行中换向完成后，都能 进行强制制动，而不必有应急操纵指令；进行强制制动，而不必有应

17、急操纵指令； 2. 只有主机低于发火转速时才能进行强制制动；只有主机低于发火转速时才能进行强制制动； 3. 空气分配器与主起动阀均投入工作，气缸在压缩空气分配器与主起动阀均投入工作，气缸在压缩 冲程进起动空气，强迫主机停止运行。冲程进起动空气，强迫主机停止运行。 返回本节返回本节 1）制动的鉴别逻辑。即车令与主机转向不一致，）制动的鉴别逻辑。即车令与主机转向不一致， 即即YBL为为1。 2）换向已经完成，）换向已经完成，YRF为为1。 3）满足停油条件，）满足停油条件，YRT为为1。 4）主机转速低于发火转速，）主机转速低于发火转速，nS为为1。 这些逻辑条件应该是这些逻辑条件应该是“与与”的

18、关系，其逻辑表达式为的关系，其逻辑表达式为 YBRFYBLYRF YRT nS YBRF 1时满足强制制动逻辑条件，可进行强制制动。时满足强制制动逻辑条件，可进行强制制动。 由于换向完成信号由于换向完成信号YRF就是起动鉴别逻辑就是起动鉴别逻辑YSL，YRF YSL。 在强制制动逻辑条件中，我们强调了转速条件在强制制动逻辑条件中，我们强调了转速条件nS，实际上它是应实际上它是应 该满足起动准备逻辑条件的，即该满足起动准备逻辑条件的，即Ysc为为1。这样，强制制动逻辑表。这样，强制制动逻辑表 达式可改写为达式可改写为 YBRFYBLYRT YSL YSC 返回本节返回本节 1）制动的鉴别逻辑。即

19、车令与主机转向不一致，）制动的鉴别逻辑。即车令与主机转向不一致， 即即YBL为为1。 2）换向已经完成，）换向已经完成，YRF为为1。 3）满足停油条件，）满足停油条件，YRT为为1。 4）主机转速低于发火转速，）主机转速低于发火转速，nS为为1。 这些逻辑条件应该是这些逻辑条件应该是“与与”的关系，其逻辑表达式为的关系，其逻辑表达式为 YBRFYBLYRF YRT nS YBRF 1时满足强制制动逻辑条件，可进行强制制动。时满足强制制动逻辑条件，可进行强制制动。 由于换向完成信号由于换向完成信号YRF就是起动鉴别逻辑就是起动鉴别逻辑YSL，YRF YSL。 在强制制动逻辑条件中，我们强调了转

20、速条件在强制制动逻辑条件中，我们强调了转速条件nS，实际上它是应实际上它是应 该满足起动准备逻辑条件的，即该满足起动准备逻辑条件的，即Ysc为为1。这样，强制制动逻辑表。这样，强制制动逻辑表 达式可改写为达式可改写为 YBRFYBLYRT YSL YSC 返回本节返回本节 3、制动回路逻辑图、制动回路逻辑图 制动逻辑回路是由能耗制动和强制制动两部分组成的，故 制动逻辑回路的表达式为 YBRYBRDYBRFYBLYRT YSL IE YBLYRT YSLYSC 从强制制动的逻辑表达式可以看出，强制制动是在车令与 转向不一致且已停油的情况下进行的起动；而能耗制动则只是 在满足能耗制动条件时使空气分

21、配器投入工作而已。因此，制 动逻辑回路在遥控系统中不是独立存在的，而是附加在起动回 路上，并且借用起动逻辑回路的功能来达到能耗或强制制动的 目的。 S n 返回本节返回本节 从制动角度看，当主机转速下降到零（认为车令与转向已经一从制动角度看，当主机转速下降到零（认为车令与转向已经一 致）时，因致）时，因YBL为为0，YBR为为0，即制动过程结束，但为了能使主机，即制动过程结束，但为了能使主机 在制动结束后继续在反方向起动，在遥控系统设计时还必须想办在制动结束后继续在反方向起动，在遥控系统设计时还必须想办 法使系统不会因强制制动的结束而封锁起动回路。其实现方法因法使系统不会因强制制动的结束而封锁

22、起动回路。其实现方法因 遥控系统类型的不同而异，如在无触点电路中可采用记忆单元的遥控系统类型的不同而异，如在无触点电路中可采用记忆单元的 办法，而在计算机控制的系统中则可方便地利用计算机程序实现办法，而在计算机控制的系统中则可方便地利用计算机程序实现 ，至于气动系统，请参见气动遥控系统实例。，至于气动系统，请参见气动遥控系统实例。 返回本节返回本节 应当指出的是，能耗制动是在较高转速上的一种制动方应当指出的是，能耗制动是在较高转速上的一种制动方 式，效果较为明显，此时如采用强制制动，不仅要消耗式，效果较为明显，此时如采用强制制动，不仅要消耗 过多的起动空气，而且不易制动成功。而在较低的转速过多

23、的起动空气，而且不易制动成功。而在较低的转速 范围内采用强制制动，对克服螺旋桨水涡轮作用，使主范围内采用强制制动，对克服螺旋桨水涡轮作用，使主 机更快地停下来是很有效的。在中速机中，往往是采用机更快地停下来是很有效的。在中速机中，往往是采用 能耗制动和强制制动相结合的制动方案；在大型低速柴能耗制动和强制制动相结合的制动方案；在大型低速柴 油机中，主机从停油到换向完成，其转速已降到比较低油机中，主机从停油到换向完成，其转速已降到比较低 的范围，可只设强制制动而不必设能耗制动逻辑回路。的范围，可只设强制制动而不必设能耗制动逻辑回路。 n 返回本节返回本节 另外，对于一个实际的遥控系统，理论上都是可

24、以实现另外，对于一个实际的遥控系统，理论上都是可以实现 强制制动的，而能否实现能耗制动则要看其空气分配器强制制动的，而能否实现能耗制动则要看其空气分配器 能否单独控制。如果主起动阀和空气分配器均由一个起能否单独控制。如果主起动阀和空气分配器均由一个起 动控制阀控制，则无法实现能耗制动动控制阀控制，则无法实现能耗制动 。 返回本节返回本节 一、概述一、概述 二、转速发讯回路二、转速发讯回路 1、转速指令发讯器、转速指令发讯器 1）气动指令发讯器）气动指令发讯器 2）电位器式指令发讯器）电位器式指令发讯器 3）继电器式指令发讯器）继电器式指令发讯器 第四节第四节 转速与负荷的控制和限制回路转速与负

25、荷的控制和限制回路 图6-4-1 图6-4-2 图6-4-3 图6-4-4 返回本章返回本章 返回最近返回最近 返回最近返回最近 返回最近返回最近 返回最近返回最近 根据操作者的要求，车钟手柄是可以任意扳动的，根据操作者的要求，车钟手柄是可以任意扳动的， 也就是转速是可以任意设定的。但是要把这个信号也就是转速是可以任意设定的。但是要把这个信号 发送出去，以改变对主机的供油量，需要满足一些发送出去，以改变对主机的供油量，需要满足一些 逻辑条件，如：逻辑条件，如： 1）必须有正车或倒车车令，即）必须有正车或倒车车令，即IH =1或或IS =1； 2）车令与主机转向必须一致，即车令与主机转向必须一致

26、，即 YR =IH RHIS RS =1； 3）无自动停车信号，即无自动停车信号，即 为为1。 这些条件是这些条件是“与与”的关系，只有满足了这些逻辑条的关系，只有满足了这些逻辑条 件，才能将转速指令发送到系统中。件，才能将转速指令发送到系统中。 2、转速指令发送逻辑回路、转速指令发送逻辑回路 ST 图6-4-5 返回本节返回本节 返回最近返回最近 起动油量起动油量 在讨论转速指令的发送时，还有一个起动油量在讨论转速指令的发送时，还有一个起动油量 问题。所谓起动油量是指在主机起动时，为保证起问题。所谓起动油量是指在主机起动时，为保证起 动成功而供给主机的初始油量。起动油量一般比微动成功而供给主

27、机的初始油量。起动油量一般比微 速，甚至比慢速的供油量还要多一些，但也不能过速，甚至比慢速的供油量还要多一些，但也不能过 多，否则多，否则爆燃爆燃现象严重。显然在起动过程中，靠车现象严重。显然在起动过程中，靠车 钟手柄任意设定转速所对应的供油量是不行的，而钟手柄任意设定转速所对应的供油量是不行的，而 应该是预先调好的一个定值。因此，在供油回路中应该是预先调好的一个定值。因此，在供油回路中 要设有起动供油逻辑回路。要设有起动供油逻辑回路。 至于怎样保证上述条件得到满足，则因具体系统而异至于怎样保证上述条件得到满足，则因具体系统而异 。实际上，在许多遥控系统中，并不专门设置这样的。实际上，在许多遥

28、控系统中，并不专门设置这样的 逻辑回路，只是将上述逻辑概念融合到系统的设计之逻辑回路，只是将上述逻辑概念融合到系统的设计之 中，使上述条件在系统中得到分散落实而已。中，使上述条件在系统中得到分散落实而已。 返回本节返回本节 根据供油时刻的不同，主机的起动有两种类型：根据供油时刻的不同，主机的起动有两种类型： “油一气并进油一气并进”和和“油一气分进油一气分进”。 1、油一气并进、油一气并进 图6-4-6 在起动的同时就解除油门零位连锁，提供起动在起动的同时就解除油门零位连锁，提供起动 油量，起动成功后，再转换为车令所设定的油量。油量，起动成功后，再转换为车令所设定的油量。 2、油一气分进、油一

29、气分进 图6-4-7 起动过程中停油伺服器仍把油门推向零位，在起动过程中停油伺服器仍把油门推向零位，在 达到发火转速，切断起动空气的同时提供起动油量达到发火转速，切断起动空气的同时提供起动油量 ，并维持起动油量数秒钟后，再切换为车令设定的，并维持起动油量数秒钟后，再切换为车令设定的 转速值。转速值。 起动供油实例起动供油实例 返回本节返回本节 返回最近返回最近 返回最近返回最近 三、转速限制回路三、转速限制回路 为防止主机在加速过程中因加速过快导致超负为防止主机在加速过程中因加速过快导致超负 荷，在转速发讯回路的输出端与调速器输入端之间荷，在转速发讯回路的输出端与调速器输入端之间 ，要设置各种

30、转速限制环节，转速限制环节的输出，要设置各种转速限制环节，转速限制环节的输出 信号才是转速的给定值。信号才是转速的给定值。 在低负荷区加速时，主机的加速过程可以快一在低负荷区加速时，主机的加速过程可以快一 些，我们常把低负荷区加速时的转速限制称为些，我们常把低负荷区加速时的转速限制称为“加加 速速率限制速速率限制”。 而在高负荷区，通常是在而在高负荷区，通常是在70额定转速以上再额定转速以上再 加速时，转速的给定值要慢慢增加，我们常把这个加速时，转速的给定值要慢慢增加，我们常把这个 加速过程称为加速过程称为“程序负荷程序负荷”。 在减速时，可取消某些限制实现在减速时，可取消某些限制实现“快减速快减速”。 返回本节返回本节 1、加速速率限制、加速速率限制 1）气动加速速率限制）气动加速速率限制 2）电动加速速率限制）电动加速速率限制 2、程序负荷、程序负荷 1）气动程序负荷）气动程序负荷 2）电动程序负荷）电动程序负荷 图6-4-8 图6-4-9 图6-4-10（a） 图6-4-10（b） 图6-4-11 返回本节返回本节 返回最近返回最近 返回最近返回最近 返回最近返回最近 返回最近返回最