第十五章气动程序系统设计

1、第十五章气动程序系统设计程序设计就是根据生产过程的要求，使被控的 执行元枠，按预先规定的顺序协谪动作的一和自动 控制方式。1、时间程序设计 各执行元件按照规定的时间间 隔和规定的顺序进行动作的一种自动控制方式。2、行程程序控制先动的执行元件运动到规定行 程后发出一个信号，使后动的执行元件开始运动的 一种自动控制方式。3、混合程序控制时间程序控制和行程程序控制 的组合。特点时间程序设计是开环系统控制。行程程序控制是闭环系统控制第一节行程程序控制系统的设计步骤一、明确工作任务与环境要求1、严环境要求。如温度、粉尘、易燃、易 爆、冲击振动等。2、孕力要求。如输出力和力矩大小要求。3、运动状态要求。如

2、运动速度、行程大小和 回转角度等。4、工作要求。如执行元件的运动顺序、动作 循环的方式等要求。5、控制方式要求。如手动、自动、互锁等控制要求。、'二、回路设计1、根据工作要求列岀工作程序。如执行元件的 数量，运动形式，动作顺序，互锁要求等， 画出动作循环图。2、根据动作循环图，画出信号动作状态图，或 卡诺图等。3、判断障碍信号并消除障碍。4、根据信号动作状态图（或卡诺图等）画出逻 辑原理图。5、根据逻辑原理图画出气动回路图。三、选择和计算执行元件1、确定执行元件的类型、安装方式及数目。2、设计计算各执行元件的运动参数、结构参数。 如运动速度、行程大小、彳俞出方和力矩等3、计算耗气量。四

3、、选择控制元件1、确定控制元件的类型、型号、数量等。2、确定控制元件的操作方式、通径大小等。五、选择气动辅助元件1、选择气动三联件、消声器等类型及型号。2、确定管径、管长、管接头等形式及型号。3、验算各种阻力损失，沿程损失和局部损失。六、根据执行元件的耗气量、确定压缩机的容量第二节多缸单往复行程程序回路设计 多缸单往复是指：在一个循环过程中，所有 的气缸都只做一次往复运动。一、行程程序控制回路的设计方法和步骤。1、根据生产要求列出工作程序循环图。2、绘制XD线图。3、判断障碍信号并消除障碍，写出执行元件控 制信号的逻辑表达式。4、根据逻辑表达式绘制逻辑原理图。5、根据逻辑原理图绘制气动回路图。

4、这是行程程序控制回路的一般设计方法和步骤, 在工作过程中可以根据具体情况进行增减。1、X-D （信号动作）状态图中的符号规定1、所有的气缸以次序用A、B、C、D等字母来 表示，字母下面带角标，“1”表示气缸活塞杆伸 岀，“0”表示气缸活塞杆退回。ABCAiBiiAoBo2、用与各气缸对应的小写字母Q、b、c、d等来 表示该气缸所压下的行程阀发出的信号，字母下 面带角标，“1”表示气缸活塞杆伸岀时发岀的信 号，"0”表示气缸活塞杆退回时发岀的信号。ai7；3、控制气缸换向的主控阀，用与该阀所控制的气 缸相同的字母来表示。ai4、经过逻辑处理并且消除障碍后的执行信号，要 在右上角加“,不

5、带的信号为原始信号。BA*0bi三、X-D （信号动作）状态图法设计气动回路（一）根据生产要求列岀工作程序循环图。匕匕女口:启动f送料缸进f攻丝缸进f攻丝缸退f送料缸退f写岀工作循环（带有控制信号）MaAbBoAoao省略箭头和控制信号的工作循环可表示为:AqAq（二）X-D （信号动作）状态图的画法1、画方格图X - D执疔信方备 用 格规定：第一步：由左至右画方格，格数位2n+2, n为气缸 数，第一列为“X-D”，最后一列为“执行信第二步：由上至下画方格，方格数为2n+2+备用格 数。备用格多少根据障碍信号确定执行信号如：执行元件为两个气缸X - D执行信号备用格第二步：在最上边行从至右

6、以次填上1、2> 3、4等， 并根据动作循环次序，在序号下面填上相应的动作状态。q (qao) A _r_ AiBBoboX - D1234执行信号A1B1BoAo备用格第四步：在XD下面左边第一列，从上到下依次填上1、2、第四步：在XD下面左边第一列，从上到下依次填上1、2、3、4貰，在X-D下面左边第二列，根据动作循环次序，M 仃H勺q (qao) A ai bi bo ao上面填写控制信I一 A】一 bB。号及该信号所控 制的执行元件的 状态，每一行的 下面填写该信号 所控制的执行元 件的状态。X - D1234执BiBoAo1a0（Ai）Ai234备 用 格34abBoAo-X

7、- D1234执行信号A1BiBoA。1po(Ai)A12Bi3bi(B0)Bo4b0(A0)Ao备用格2、画动作状态线iJE1）动作状态线的起点：动作状态线的起点是该 动作旳开始（动作状态线左边的竖线），用符号 “ 0”画出缸A伸出起f 胃B伸出起点产B退回起乡丿IA退回起点D-XXI23B0)Ca7B习 (B %C>一£21 b4|7(AOA0bJ备用格2）动作状态线的终点是该执行元件下一个动作的开始（该执行元件下一个动作状态线左边的竖X - D1234执行信号AiBiBoAo1弘(AJ 片£>(2®(Bi)B1<> 36厲）Boc &

8、lt;>4代）() )c备 用 格线，即该执行元件下一个动作的起点），用符号“ x"画岀X - D1234*行信号AiBiBoAo1日 o(AJA <C2a爲) Bi<c3t<4bo(AjAo<>i备 用 格3）用横向粗实线从左向右连接该执行元件的起点到终点。3、画信号线1）信号线的起点：信号线的起点与该信号所控制 的执行元件动作状态线的起点相同（，即信号线 %（宀）与动作状态线州的起点相同，信号线印（BJ 与动作状态线已的起点相同）用符号“0”画出。X - D1234执行信号AiBoAo1a°( A)<A1 <2內(BJ3b

9、i(Bo)Bo.$4bMAA。备用格2）信号线的终点：信号线的终点与产生该信号的 动作状态线的终点相同，（即信号线q/AJ与动 作状态线A。的终点相同，信号线a'BJ号动作状 态线人的终点相同）用符号“x”画出。D-X12341 AofBoAonA)/内A1lap/QB131(BOBO1 b7O(AOAObI备用格3）用横向细实线从左向右连接该信号线的起点到 终点（起点与终点在同一条竖线上时，表示为脉 冲信号）。3Bn执行信号1 %(Aj皐 Ai Q內(BJB1Bd b)(A|)Ao备用格（三）列岀所有执行元件的执行信号1、判断障碍信号IIq o) A _r AiaiBibiBoboM

10、o1号Lao1IIIIAlBiBoaoAMoBImA1>bAbobo a。Ao-BI_障碍信号的判断控制信号线比该信号所控制的动作状态线长 的那个信号就是有障碍信号，长出的那一部2、排除障碍段（简称消障）消障的方法就是把一个长信号变成一个短信 号，从而使控制信号线的长度等于或小于该信号 所控制的执行元件的动作状态线。1）脉冲信号法脉冲信号法就是把一个长信号变成一个短信 号，在主控阀换向后立即消失。（1）机械脉冲消障法脉冲回路法b)2）逻辑回路法逻辑回路法就是通过引入一个信号，用这个信 号和有障碍的信号进行逻辑“与”或者是逻辑：“非”来消除障碍信号。/、v r-rr-t / It IAt

11、/ 、 I1h A A AAA由此我们可以得岀以下结论A）制约信号要在系统内已有的原始信号中选取，并且只能在障碍信号之前已经存在。B）制约信号的起点要在有障碍信号的起点之前、 并切在有障碍信号的终点之后。C）制约信号的终点要在有障碍信号的障碍段之前、 并切在有障碍信号的起点之后。A）制约信号要在系统内已有的原始信号中选取。B）制约信号的起点要在有障碍信号的障碍段之前、并切 在肴障碍信号的麻点之冶。C）制约信号的终点要在有障碍信号的起点之前、并切在 有薩碍彳言号W终点之后。(3) 辅助阀法辅助阀法就是通过一个双稳元件，产生一个制 约信号，通过这个制约信号和有障碍的信号进行 逻辑勾来消除障碍。其表

12、送式头/ m* = mK 注意：当t有压力时，K；有信号输出，当d有压気 时，K；无信号输出,，而有信号输出。mcA A .6 /i A*1 A P.血 A、c7 V V V V VV V V V wtcA5<Jd<>)0K；<cJJm*、cTmtcd<、Jm*)k h h b NAiAiiiiAiAV V ¥ V V 7V S Y Y “c>> acc<>cmAAZAAa十 A A. i A *k<V V V V V 7V Y 7 Q专t<>5cd(>K；ccm*<cm1h h h h 4A A i

13、 代止、cv v v¥v vV W i M Wt<kcJdc>c<、*cm*、cT根据逻辑刚才分析，我们可以得出以下结论A) K右上角的信号与右下角的信号不能同 时存在。B) K的右上角的信号是表示K阀有输出的信 号，起点要在有障碍信号的起点之前、并切在有 障碍信号的终点之后。C) K的右下角的信号是表示K阀无输出的信 号，起点要在有障碍信号的起点之后、并切在有 障碍信号的障碍段之前。D) K信号的起点与K右上角信号的起点相同, K信号的终点与K右下角信号的起点相同。辅助阀的逻辑回路和气动回路如图所示aAbBo-AoD一X42341AfBoAoA* <J/SA

14、1an一£!of卅a1二3Xr_*VA>-VAlyszT bO(AOAObJ-x/IVVV A wV备用格根据下面XD线图中已有的原始信号，对于障 碍信号Qi(BJ来说，那一个可以怡为t信号，那一 个可以屜为d信号。q (qao)MlX - D1234执行信号ABoA。1弘(AJ*A1 <c.2內(BJJ7777 甘 P V .c3Bor ?4bAAa丛鼻厶MA A c:J y w y Vw v '津>i备用格对于障碍信号务侣1)来说，t=%(AJ, ctbB。) 即K翼X - D1234执行信号AtBiBoAo18qi(Ai )驾A <c2內(BJI

15、气丿 v# v 彳c36(B。)Bo,?4b0(A0)Aa/l A / A卜卜八、cc>i备用格根据下面XD线图中已有的原始信号，对于 障碍信号b°(Ao)来说，那一个可以作为t信号，那 一个可以作为d信号。X - D1234执行信号ABoA°1A1 <c.2內(BJJ1c36(B°)Bo< ?4b0(A0) A。A尸厶严卜4卜c:c7 讨 J * 7>i备用格对于障碍信号bo(A°)来说,t=b(Bo), d=a0(A1) 即綫q (qao) A aiAibo a aoo Ao 十X - D1234执行信号A1BoA。1弘(AJ

16、*A1 <Jc2%(BJI7« V 7 ¥ p y QC36(BBor ?4b0(A0) A。Z A A Xi A A A %c:c7 讨1V 讨 wr V V '.0>i备用格根据制约信号，我们就可以写出执行信号的表 达式，画岀消障后的控制信号线。X - D1234执行信号BoAq1c。0（4） qa©2a/BJc> )V v V VJFJ3b(BJ Bo® 3° ) i4bJAg)Aop备用格>)c()5c)JC爲<C三）绘制逻辑原理图1、气动逻辑原理图的基本组成及符号I10Ai Ao1）在逻辑原理图中主要是由“是”、“或”、 “与”、“非”、“记忆”等逻辑符号：2）执行元件的输出，由主控阀 的输岀表示。3）行程发信装置主要是行程阀，也包括外部信号输人装置如启动阀、复位阀等。这些符号 加上小方框表示各种原始信号（简画时可不画小方框），而在小 表示各种手动阀:目应的符号2、气动逻辑原理图的画法根据XD图中执行信号栏的逻辑表达式，按照气动逻辑原理图的符号规定，通过下列步骤绘制：1）把系统中每个执行元件 的两种状态与主控阀相 联后，自上而下一个个 地画在图的右侧。2）把发信器（如行程阀）大致