电气控制技术_第五章电气控制线路的逻辑设计

1、电气控制技术45:00o o4第五芝电气控制线路申逻辑设计'电气控制原理设计方法有两种：经验设计y和扌辑代数设计法。1、经验设计法电气控制设计的内容包括主电路、控制电路 和辅助电路的设计。45:00%第五章电气控制线路的逻辑设计° °设计步骤 主电路：主要考虑电动机起动、点动、正反转、 制动及多速控制的要求。 控制电路：满足设备和设计任务要求的各种自 动、手动的电气控制电路。 辅助电路：完善控制电路要求的设计，包括短 路、过流、过载、零压、连锁（互锁）、限位 等电路保护措施，以及信号指示、照明等电路。 反复审核：根据设计原则审核电气设计原理图, 有必要时可以进行模拟

2、实验，修改和完善电路 设计，直至符合设计要求。常用的经验设计方法 根据生产机械的要求，选用典型环节，将它们 有机的组合起来，并加以补充修改，综合成所 需的控制电路。没有典型环节，可以根据工艺要求自行设计， 采用边分析边画图的方法，不断增加电器元件 和控制触点，以满足给定的工作条件和要求。45:00%第五章电气控制线路的逻辑设计° °经验设计的特点 设计方法简单易于掌握，使用广泛。 要求设计者有一定的设计经验，需要反复修改 图纸，设计速度较慢。 设计程序不固定，一般需要进行模拟实验。不宜获得最佳设计方案。45:00醫/第五章电气控制线路的逻辑设计° ° &

3、#39; 2、逻辑设计法1=利用逻辑代数，从生产工艺出发，考虑控制 电路中逻辑变量关系，在状态波形图的基础上, 按照一定的设计方法和步骤，设计出符合要求的控制电路。该方法设计出的电路较为合理、精练可靠， 特别在复杂电路设计时，可以显示出逻辑设计 法的设计优点。45:00o o第五章电气控制线路的逻辑设计1、电气线路的逻辑表示2、触点电路的化简3、组合电路与时序电路4、时序电路的逻辑设计5、应用举例45:00§O O1、电气线路的逻辑表示一、电器元件的逻辑表示二、逻辑代数的基本逻辑关系三、电气线路的逻辑表示四、逻辑代数的基本性质45:0CPo o1电气线路的逻辑表示-、电器元件的逻辑表

4、示1、常开触头：K,KM,ST,SB常闭触头：K,KM,ST,SB2、开关元件的受激状态、触头的闭合状态为：1开关元件的原始状态、触头的断开状态为：0电气控制系统由开关量构成控制时,电路状态与逻辑函数式之间存在对应关採45: ooj 路状态用逻辑函数式的方式描述出来，通常对电器咋岀如下规定：00 用KM. KA. SQ等分别表示接触器、继电器、行程开关尊电器的动合（常开）触总 曲 KA. SQ等表示动断（常闭）触点。 触点闭合时,逻辑状态为T$断开时逻辑狀态为l40ni线圈通电时为丁 状态*断电时为 W 状态。表达方式如下:a）线圈状态KA = 1继电器线圈处于逋电状态。KA=O继电器线圈处于

5、断电状态。b）触点处干非澈励或非工作的原始状态 KA = O继电器动合触点状态tKA=1继电器动断触点状态SB=O按钮动合触点状态。SB=1按钮动断触点狀态°c）触点处于激励或工作状态KA=1继电器动合触点状态°KA-0继电器动断触点状态 SB=1按钮动合触点状态。1、电气线路的逻辑表示45:00O O1、逻辑代数的基本逻辑关系1、电气线路的逻辑表示1、电气线路的逻辑表示(1) “与”运算(逻辑乘)逻辑代数中运算符号“X”或读作“与”。 “与”运算的真值表如表1.1所示。表1.1与运算A0A- B000010100111实现逻辑乘的器件叫做“与”门，它的逻辑符 号如图1.1

6、 (a)所示，图1.1 (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“：T,断电为“0”，则可 以写出KM=KA1XKA2,只有触点KAI、KA2 均接通，接触器线圈KM能通电。45:00§O OABKA2KAiKM一 (a)逻辑符号(b)控制线路实例“与”1二巴二线路的逻辑表壬运厂:懺;述算弋逻辑加）“或”逻辑代数中运算符号“+”读作“或”。 运算的真值表如表1.2所示。表1.2或运算ABA+B00001110111145:00o o1、电气线路的逻辑表示实现逻辑或的器件叫做“或”门，它的逻辑符 号如图1.2

7、(a)所示，图1.2 (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。KAiKM(3) “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 如表1.4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。表1.4非运算AA011 0一_-IfJ 实现逻辑“非”的器件叫做“非”门，它的逻 辑符号如图1.3 (a)所示，图1.3 (b)示出了 继电控制线路中“非”运算的实例，通常称KA 为

8、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。45：00o o45:00§O OKA1KMFKM1(a)逻辑符号(b)控制线路实例图120逻辑“非”45：00o o1、电气线路的逻辑表示沖二$歸卜 V KM1、电气线路的逻辑表示IKM电路屮躺的鶴翳可用跚空”催瞬()曲关縑迦魅崩井联关系可 喩 nn (+)的关系表出下囲为-起动毓电斛器KM驢瞬 邮救式可写成：f (KM) =SBj- (SB2+KM)镰

9、KM酗电控相停止按恥B“樹襯魁紳卿点KM轻制，洌为绫KM曲停止条件,迅为嗣条件，豔KM曙；B仏保挣酬L45：00o o四、逻辑代数的基本性质45：00o o45：00o o04二0互补定律:45：00o o45：00o o同一定律:fA + A-A45：00o oA>A-AJ反转定律:45:00o oI 1电气线路的逻辑表示K.45:00o oK.45:00o o交换律:AB=B+AAB = BAK.45:00o oK.45:00o o结合律:分配律:(A + B) + C = A + (B + C)(A>B)eC = Ae(5>C)Ae(5 + C) = AB + AC(A

10、 + B)>(A + C) = A + BCI 1、电气线路的逻辑表示MlA(A+B) = AB吸收率:Ae(A + 5) = AA + AB = A + BAB+ACBC=ABAC(A + B) (A + C) (B + C) = (A C + B) (A + C)K.45:00o oK.45:00o o摩根定律:A + B = ABAB = A + BK.45:00o o45:00o o'利用基本性质可以分析、设计、化简电路:0BAB-0f = A(BC+BC) + A(BC + BC)= ABC+ABC+ABC+ABC= AB(C + C) + AB(C+C)=AB + A

11、B = A2、触点电路的化简步骤：(1)(2)(3)(4)简化整体电路：合并相同触点组列写化简电路的全部逻辑表达式 化简为最佳化逻辑表达式 转化为相应的触点电路、公式法化简逻辑函数1、覆盖法化简逻辑函数三、桥形（H形）触点电路45:00O O2、触点电路的化简0、公式法化简逻辑函 回 数1、列写逻辑表达式K1=AC+BD+AD+BCK2=AD+BD+AE+BE2、化简逻辑函数K1 = (A + B)(D + C)K2K2 = (4 + B)(D + E)45:00O O2、触点电路的化简45:00O O2、触点电路的化简3、绘制电路 图©45:00o o45:00o o4、化简整体电

12、路图K1 = (A + B)(D + C)K2 = (A + B)(D + E)-KIK2K1 = (A + B)(D + C + E) K2 = (A + B)(D + C + E)45:00o o45:00o o二、覆盖法化简逻辑函数覆盖法：用相互平行的线段表示逻辑变量，并投 影到坐标轴上，在一维空间做交、并、补运算, 用得到的集合去覆盖函数在坐标轴上的投影。用途：化简逻辑函数、证明逻辑代数公式。例4：化简逻辑函数f=A+AB冬触点电路的化简1、变量真值表及最小项ABC最小项0 0 0ABC0 0 1ABC0 1 0ABC0 1 1ABC1 0 0ABC1 0 1ABC1 1 0ABC1

13、1 1ABC45:00o o2、触点电路的化简2、真值表覆盖简化法 完全真值表覆盖法例5化简下面两个逻辑函数fAB + ABC + BC f2AC+AB + ABC45:00o o/2、触点电路的化简'不完全真值表覆盖法例6根据下表化简下面两个逻辑函数fABC+B + ABC f2=ABC+ABC+ABCABCbl D212345645:00o o2、触点电路的化简三、桥形（H形）触点电路f = AB+DC+AEC+DEB45:00o o3、组合电路与时序电路通常电路分为组合电路和时序电路组合电路特点:1、输入信号的一组状态确定一组工作状态，与 信号的先后顺序无关，可用真值表表示。2、

14、电路某种工作状态的持续时间和相应输入信 号的持续时间一致；用长信号。设计方法：代数法、几何法、真值表覆盖法3、组合电路与时序电路例7三个开关控制黄、绿、红三盏灯。要求：打开任意开关黄灯亮； 打开奇数个开关绿灯亮; 打开偶数个开关红灯亮。45:00o o3、组合电路与时序电路二、时序电路特点：1输入信号的一组状态与信号的先后顺序共同 确定一组工作状态不能用真值表表示；2、电路有记忆功能，输入信号的可为段信号；3、至少存在一个反馈环节。设计方法：状态转换表（能反应时序电路各阶段 的稳定工作状态、程序顺序、输入信号状态、 激励信号等内容）45:00o o4、时序电路的逻辑设计III工艺要求： 工艺流程图:机械程序:电控程序: 状态表：工艺流程图1信号兀件状态执行元件状态1状态表工艺要求45:00O O画工艺流程图 程序编制设置中间记忆元件、2、3、4、4、时序电路的逻辑设计二、逻辑设计步骤列写记忆元件和执行元件的逻辑表达式 绘制、检査、完善和简化电路45:00§O O4、时序电路的逻辑设计三、设计示例设计某机床的工作台进给系统的电器控制图快进、工进、快退、停止1、画工作循环图2、进程程序编制3、设置记忆元件4、列写逻辑表达式5、绘制、检查、完善