第4章气动控制技术

第4章气动控制技术4.1气动基本回路4.2电子气动控制的基本知识4.3继电器气动控制技术4.4

PLC气动控制技术4.5电子气动控制系统实例分析4.6气动自动化综合系统及应用4.7现场总线技术在气动自动化系统中的应用

4.8触摸屏及组态软件在气动自动化系统中的应用4.1气动基本回路1-溢流阀、2-压力表图4.1.1一次压力控制回路

图4.1.2二次压力控制回路

图4.1.3单作用气缸速度控制回路(a)单向节流阀调速；（b）排气节流阀调速图4.1.4双作用气缸速度控制回路

图4.1.5快速往复动作回路图4.1.6速度换接回路（a）行程阀的缓冲回路；（b）快速排气阀、顺序阀和节流阀的缓冲回路图4.1.7缓冲回路（a）二位运动控制；（b）三位运动控制图4.1.8单作用气缸换向回路

图4.1.9双作用气缸换向回路图4.1.10过载保护回路图4.1.11气压降低保护回路图4.1.12互锁回路图4.1.13与逻辑控制回路图4.1.14或逻辑控制回路图4.1.15刚性连接的同步回路图4.1.16气-液转换的同步回路4.2电子气动控制的基本知识

图4.2.1中间继电器外形图图4.2.2中间继电器原理图图4.2.3中间继电器线圈及触点符号继电器线圈常开触点常闭触点

图4.2.4时间继电器线圈及触点符号

图4.2.5小车往返运动示意图图4.2.6行程控制方框图图4.2.7行程开关示意图图4.2.8电子限位开关的安装示意图图4.2.9微型电子限位开关示意图图4.2.10电磁接近开关示意图图4.2.11电磁感应式传感器图4.2.12电磁感应式传感器原理方框图图4.2.13电容式传感器原理方框图图4.2.14光电式传感器原理方框图图4.2.15光电式传感器原理方框图表4.2.1几种传感器符号图4.3继电器气动控制技术图4.3.1继电器气动控制实验板

图4.3.2是门电路图4.3.3或门电路图图4.3.4与门电路

（a）停止优先自保持回路（b）起动优先自保持回路图4.3.5自保持电路图4.3.6互锁电路

（a）延时闭合（b）延时断开图4.3.7延时电路图4.3.8单气缸单循环往复运动动作流程（a）气动回路图（b）继电器控制回路图图4.3.9单气缸单循环往复运动回路（a）气动回路图（b）位移—步骤图（c）继电器控制回路图图4.3.10延时单循环往复运动回路图4.3.11单气缸连续循环往复运动动作流程（a）气动回路图（b）继电器控制回路图图4.3.12单气缸连续循环往复运动回路图4.3.13单循环往复运动动作流程（a）气动回路图（b）继电器控制回路图图4.3.14单循环往复运动回路图4.3.15连续循环往复运动动作流程（a）气动回路图（b）继电器控制回路图图4.3.16连续循环往复运动回路图4.3.17在任意位置可复位的连续循环往复运动回路图4.3.18双电控两气缸气动回路图

（a）位移—步骤图（b）气缸动作分组图图4.3.19第一种复合运动的运动关系

（a）步骤一（b）步骤二（c）步骤三（d）步骤四图4.3.20第一种复合运动电气回路设计步骤（a）位移—步骤图（b）气缸动作分组图图4.3.21第二种复合运动的运动关系（a）步骤一（b）步骤二（c）步骤三（d）步骤四图4.3.22第二种复合运动电气回路设计步骤图4.3.23单循环、连续循环及紧急复位电路图4.3.24单电控两气缸气动回路图（a）位移—步骤图（b）气缸动作分组图图4.3.25两气缸复合运动的运动关系

（a）步骤一（b）步骤二（c）步骤三（d）步骤四图4.3.26电气回路设计步骤4.4PLC气动控制技术图4.4.1PLC硬件系统结构框图图4.4.2PLC扫描过程示意图图4.4.3扫描过程

图4.4.4PLC外部接线图与梯形图图4.4.5PLC与计算机通信示意图

图4.4.6PLC与计算机通信示例图4.4.7PLC与计算机通信接口连接图图4.4.8PLC控制系统设计步骤图4.4.9基于PLC控制的气动系统实例图片一图4.4.10基于PLC控制的气动系统实例图片二图4.4.11气动打孔机组成示意图图4.4.12气动打孔机气动控制回路表4.4.1建立I/O地址分配输入地址元件符号说明输出地址元件符号说明X0SL0气缸A退回位置传感器Y0Y0控制气缸A伸出电磁阀X1SL1气缸A伸出位置传感器Y1Y1控制气缸A缩回电磁阀X2SL2气缸B退回位置传感器Y2Y2控制气缸B伸出电磁阀X3SL3气缸B伸出位置传感器Y3Y3控制气缸C伸出电磁阀X4SL4气缸C退回位置传感器X5SL5气缸C伸出位置传感器X6START启动按钮X7STOP停止按钮图4.4.13气动打孔机PLC控制系统硬件接线图图4.4.14气动打孔机程序功能表图图4.4.15气动打孔机PLC程序梯形图2451图4.5.1物料分拣装置结构示意图图4.5.2物料分拣装置气动系统图表4.5.1PLC的I/O端子分配表I/O类型PLC端子名称连接对象含义输入端子X01B11#气缸首端传感器（气缸杆全伸出检测）X11B21#气缸末端传感器（气缸杆全缩回检测）X22B12#气缸首端传感器（气缸杆全伸出检测）X32B22#气缸末端传感器（气缸杆全缩回检测）X42B32#气缸中位传感器（气缸杆半伸出检测）X53S短工件分拣到位的传感器X64B24#气缸末端传感器（气缸杆全缩回检测）X72S长工件分拣到位传感器X105B25#气缸末端传感器（气缸杆全缩回检测）X111S工件长短检测传感器X12SB1启动按钮X14SB2急停按钮X154B14#气缸首端传感器（气缸杆全伸出检测）X175B15#气缸首端传感器（气缸杆全伸出检测）输出端子Y01Y1#气缸对应单电控电磁阀Y12Y2#气缸对应单电控电磁阀Y24Y4#气缸对应单电控电磁阀Y35Y5#气缸对应单电控电磁阀Y7LED1一次物料分拣结束指示灯图4.5.4物料分拣装置的PLC控制程序4.6气动自动化综合系统及应用图4.6.1六站拼合在一起的实物照片图4.6.2各站PLC控制结构框图工件1工件2图4.6.3工件类型表4.6.1加工工件规格尺寸

工件特性工件1工件2直径Ф32mmФ22mm高度22mm10mm内孔直径Ф22mm内孔深度10mm材料塑料塑料颜色黑、白黑、白图4.6.4系统物流组成与结构示意图表4.6.2工件颜色信息表示D0D1工件1（黑）工件2（黑）00工件1（白）工件2（黑）10工件1（黑）工件2（白）01工件1（白）工件2（白）11表4.6.3各站通讯信号地址表绝对地址符号地址注释X20Di0从前站读入的数据d0X21Di1从前站读入的数据d1X22Di2从前站读入的数据d2X23Ciq通讯，从前站读入前站状态X24Cih通讯，从后站读入后站状态Y20Do0向后站输出的数据d0Y21Do1向后站输出的数据d1Y22Do2向后站输出的数据d2Y23Coq通讯，向前站输出本站状态Y24Coh通讯，向后站输出本站状态

图4.6.5上料检测站外观图图4.6.6上料检测站气动原理图表4.6.4PLC的I/O端子分配表I/O类型PLC端子名称连接对象含义输入端子X0B1大工件从料盘到取料口X1B2大工件颜色X51B1气缸末端传感器（气缸杆全缩回检测）X61B2气缸首端传感器（气缸杆全伸出检测）输出端子Y0K1直流电机（带动料盘旋转送料）Y1K2报警灯Y2K3喇叭Y31Y1气缸对应单电控电磁阀图4.6.7上料检测站程序功能表图

图4.6.8搬运站外观图图4.6.9搬运站气动原理图表4.6.5PLC的I/O端子分配表I/O类型PLC端子名称连接对象含义输入端子X01B11#回转气缸首端传感器（转向1#站）X11B21#回转气缸末端传感器（转向2#站）X22B12#上臂水平气缸末端传感器（气缸杆全缩回检测）X32B22#上臂水平气缸首端传感器（气缸杆全伸出检测）X43B1手爪传感器X54B14#前臂垂直气缸末端传感器（气缸杆全缩回检测）X64B24#前臂垂直气缸首端传感器（气缸杆全伸出检测）输出端子Y01Y11#气缸对应双电控电磁阀Y11Y21#气缸对应双电控电磁阀Y22Y12#气缸对应双电控电磁阀Y32Y22#气缸对应双电控电磁阀Y43Y13#气缸对应双电控电磁阀Y53Y23#气缸对应双电控电磁阀Y64Y14#气缸对应单电控电磁阀

图4.6.11加工站外观图图4.6.12加工站气动原理图表4.6.6PLC的I/O端子分配表I/O类型PLC端子名称连接对象含义输入端子X0B1大工件进入本站传感器X1B2加工料盘转动到位传感器X21B11#打孔气缸末端传感器（气缸杆全缩回检测）X31B21#打孔气缸首端传感器（气缸杆全伸出检测）X42B12#检测气缸末端传感器（气缸杆全缩回检测）X52B12#检测气缸首端传感器（气缸杆全伸出检测）X63B13#夹紧气缸末端传感器（气缸杆全缩回检测）X73B13#夹紧气缸首端传感器（气缸杆全伸出检测）输出端子Y0K1加工料盘旋转电机M1Y1K2钻头电机M2Y21Y11#气缸对应单电控电磁阀Y32Y12#气缸对应单电控电磁阀Y43Y13#气缸对应单电控电磁阀

图4.6.13加工站程序功能表图

图4.6.14安装站外观图图4.6.15安装站气动原理图表4.6.7PLC的I/O端子分配表I/O类型PLC端子名称连接对象含义输入端子X01B11#机械手气缸摆向大工件传感器X11B21#机械手气缸摆向小工件传感器X22B12#推料斗气缸末端传感器（气缸杆全缩回检测）X32B22#推料斗气缸首端传感器（气缸杆全伸出检测）X43B1真空开关X54B14#推工件气缸末端传感器（气缸杆全缩回检测）X64B24#推工件气缸首端传感器（气缸杆全伸出检测）输出端子Y01Y11#气缸对应双电控电磁阀Y11Y21#气缸对应双电控电磁阀Y22Y12#气缸对应双电控电磁阀Y32Y22#气缸对应双电控电磁阀Y43Y13#气缸对应双电控电磁阀Y53Y23#气缸对应双电控电磁阀Y64Y14#气缸对应单电控电磁阀图4.6.16安装站程序功能表图

图4.6.17安装搬运站外观图图4.6.18安装搬运站气动原理图表4.6.8PLC的I/O端子分配表I/O类型PLC端子名称连接对象含义输入端子X01B11#气缸末端传感器（气缸杆全缩回检测）X11B21#气缸首端传感器（气缸杆全伸出检测）X22B12#气缸末端传感器（气缸杆全缩回检测）X32B22#气缸首端传感器（气缸杆全伸出检测）X43B1夹爪气缸夹紧状态传感器X54B14#机械手俯仰气缸末端传感器（气缸杆全缩回检测）X64B24#机械手俯仰气缸首端传感器（气缸杆全伸出检测）输出端子Y01Y11#气缸对应双电控电磁阀Y11Y21#气缸对应双电控电磁阀Y22Y12#气缸对应双电控电磁阀Y32Y22#气缸对应双电控电磁阀Y43Y13#气缸对应双电控电磁阀Y53Y23#气缸对应双电控电磁阀Y64Y14#气缸对应单电控电磁阀

图4.6.20分类站外观图图4.6.21分类站气动原理图表4.6.9PLC的I/O端子分配表I/O类型PLC端子名称连接对象含义输入端子X01B11#气缸末端传感器（气缸杆全缩回检测）X11B21#气缸首端传感器（气缸杆全伸出检测）X22B12#气缸末端传感器（气缸杆全缩回检测）X32B22#气缸首端传感器（气缸杆全伸出检测）X43B13#气缸末端传感器（气缸杆全缩回检测）X53B23#气缸首端传感器（气缸杆全伸出检测）输出端子Y01Y11#气缸对应双电控电磁阀Y11Y21#气缸对应双电控电磁阀Y22Y12#气缸对应双电控电磁阀Y32Y22#气缸对应双电控电磁阀Y43Y13#气缸对应单电控电磁阀

图4.6.22分类站程序功能表图4.7现场总线技术在气动自动化系统中的应用图4.7.1现场总线控制系统结构示意图表4.7.1CC-Link站的类型CC-Link总线站的类型内容主站控制CC-Link上全部站，并需设定参数的站。每个系统中必须有1个主站。如A/QnA/Q系列PLC等本地站具有CPU模块，可以与主站及其他本地站进行通信的站。如A/QnA/Q系列PLC等备用主站主站出现故障时，接替作为主站，并作为主站继续进行数据链接的站。如A/QnA/Q系列PLC等远程I/O站只能处理位信息的站，如远程I/O模块、电磁阀等远程设备站可处理位信息及字信息的站，如A/D、D/A转换模块、变频器等智能设备站可处理位信息及字信息，而且也可完成不定期数据传送的站，如A/QnA/Q系列PLC、人机界面等表4.7.2链接元件一览表项目规格整个CC-Link系统最大链接点数远程