气动程序控制系统
气动系统的工作原理
气动系统的工作原理气动系统是一种广泛应用于各种工业和机械设备的控制系统。
它利用气体压力来传递力和运动的能力，以控制设备的运作。
下面将详细介绍气动系统的工作原理。
1. 压缩气体生成：气动系统使用压缩空气作为能源。
通常，空气通过气体压缩机进行压缩，压缩后的气体被送入气体储存系统中。
这样做的目的是为了提供足够的气压和气体储备，以满足系统的需要。
2. 储气罐：气动系统中的储气罐起到存储和平衡气压的作用。
储气罐通常由钢制或铝制制成，具有一定的容量。
当压缩气体被输送到储气罐中时，储气罐会保持一定的气压。
当系统需要使用气体时，储气罐可以提供稳定的气体流量。
3. 气动执行器：气动系统的工作原理是通过气动执行器将气体能量转化为机械能。
常见的气动执行器包括气缸和气动阀。
当气体被输送到气缸中时，气缸内的活塞会受到气压力的作用而移动。
通过适当设计气缸的结构，可以实现直线运动或旋转运动。
气动阀则用于控制气流的流动方向和量，从而实现对气缸的控制。
4. 气动控制系统：气动系统的工作原理还涉及到气动控制系统的设计和操作。
气动控制系统由气动元件、气动管路和控制装置组成。
气动元件包括气缸、气动阀等，用于转换气体能量。
气动管路则用于输送气体，通常由管道、接头和连接件组成。
控制装置可以是手动操作的开关，也可以是自动控制的传感器和程序控制器。
通过操作控制装置，可以控制气动系统中气压和气流的大小和方向，从而实现所需的机械运动和功能。
5. 优点和应用：气动系统具有很多优点和广泛的应用。
首先，气动系统具有快速响应、高可靠性和稳定性的特点，能够在较短的时间内实现快速准确的运动控制。
其次，气动系统具有较低的成本和易于维护的特点，因为气体是广泛的、廉价的和易于获取的。
此外，气动系统还具有较大的输出力和动力密度，适用于各种不同的工业和机械应用，如自动化生产线、运输设备和机械加工等。
综上所述，气动系统的工作原理涉及气体的压缩、储存和传递，利用气压和气体流动来实现机械运动和功能控制。
气动行程程序控制系统图课件
调试后总结
气动行程程序控制系统的调试方法
手动调试
半自动调试
全自动调试
故障诊断
气动行程程序控制系统的维护保养
日常保养
1
定期保养
故障处理 安全管理
05
气动行程程序控制系统的故障诊断与排 除
气动行程程序控制系统故障诊断的方法
直接观察法
通过观察气动行程程序控制系统的外观、声 音、气味等变化，判断是否存在故障。
1
机械手关节的驱动
2
自动化仓库的货叉伸缩
3
02
气动行程程序控制系统的基本原理
气动行程程序控制系统的基本元件
01
02
03
04
气源
气动控制阀
气控制系统的基本回路
单向回路
。
双向回路
顺序回路 计数回路
气动行程程序控制系统的基本功能
位置控制
速度控制
力控制
逻辑控制
03
气动行程程序控制系统的设计
优化控制系统的设计和调试，提高气 动元件的响应速度和精度。
增强稳定性
优化控制系统的设计和调试，增强控 制系统的稳定性和可靠性。
降低成本
优化气动元件的选型和控制系统回路 的设计，降低控制系统的成本和价格。
04
气动行程程序控制系统的调试与维护
气动行程程序控制系统的调试流程
调试前准备
初步调试
参数优化
精细调试
气动行程程序控制系统故障预防措施
01
定期检查供气系统
定期检查供气系统是否正常，包括 供气管道、阀门、压力表等部件。
定期更换密封件
定期更换气缸、阀门的密封件，防 止漏气现象的发生。
03
02
PLC在气动控制系统中的应用案例
PLC在气动控制系统中的应用案例气动控制系统是一种广泛应用于工业自动化领域的控制系统，它通过气动元件的配合使用以及气动信号的传输来实现对机械设备的控制。
而在气动控制系统中，PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）作为一种集中控制设备，发挥着重要的作用。
本文将通过介绍一个实际的案例，来说明PLC在气动控制系统中的应用。
案例描述：某工厂生产线上有一台气动装配机器，该机器用于将产品进行组装和包装处理。
在过去，操作员需要手动控制气动装配机器的运行，但这种方式存在人为疏忽和操作不稳定的风险。
为了提高生产效率和质量，并确保工作人员的安全，工厂决定引入PLC来实现气动控制系统的自动化。
PLC系统的设计：1. 输入模块：PLC系统首先需要能够读取来自气动装配机器的各个传感器信号，以便实时监测气动装配机器的运行状态。
通过安装传感器并将其与PLC的输入模块相连接，可以将气动装配机器的信号输入到PLC中。
2. 输出模块：PLC系统需要能够控制气动装配机器的运行，因此需要将PLC与气动装配机器的执行元件（如气缸、阀门等）相连接。
通过PLC的输出模块，可以向执行元件发送气压信号，从而实现对气动装配机器的控制。
3. PLC程序：通过PLC程序，可以实现对气动装配机器的自动化控制。
在这个案例中，PLC程序可以包括以下几个方面：- 确定气动装配机器的工作流程，包括组装和包装等环节；- 监测气动装配机器的传感器信号，如检测产品是否到位、是否有堵塞等；- 根据传感器信号的反馈，控制执行元件的动作，如控制气缸的伸出和缩回；- 实现对气动装配机器的启动、停止和故障报警等功能。
4. 人机界面：为了方便操作员对气动装配机器的监控和控制，PLC系统需要提供一个人机界面。
通过人机界面，操作员可以实时了解系统状态，并进行必要的设定和调整。
人机界面可以通过触摸屏或者操作面板等形式来实现，具体根据工厂的需求来确定。
气动控制回路的原理是什么
气动控制回路的原理是什么气动控制回路是一种利用气体流体力学原理控制工程系统的闭环控制系统。
主要由气源、执行器、传感器、控制器和反馈信号组成。
其原理基于气体在管道中的流动特性和压力变化，通过改变气流的速度、压力、方向等参数，从而控制执行器的位置或动作。
首先，气动控制回路的气源提供压缩空气或气体供给系统。
气源通常由一台压缩机提供，通过压缩机将大气中的气体压缩至较高压力，然后通过管道输送至气动执行器。
气动执行器是气动控制回路的核心部分，用于完成各种机械运动任务。
它可以是气缸、气动电机、气动阀门等。
气缸是最常见的执行器，其内部通过压缩空气产生推力，从而实现物体的运动。
气动电机则是利用压缩空气带动转子实现旋转运动。
为了实现对气动执行器的精准控制，气动控制回路还需要添加传感器和控制器。
传感器可以测量气流的流量、压力或温度等参数，将其转换为电信号，并传送给控制器。
常见的传感器有流量计、压力传感器和温度传感器等。
控制器接收传感器的信号，与设定值进行比较，根据差异信号进行逻辑运算，并输出控制信号给执行器，从而实现对执行器的精确控制。
在气动控制回路中，反馈信号的作用至关重要。
反馈信号可以提供对执行器位置或动作状态的实时监测，从而实现自动调整和校正。
常见的反馈信号有位置传感器、编码器等。
控制器将反馈信号与设定值进行比较，并根据差异信号进行反馈控制，以达到控制目标。
除了以上组成部分外，气动控制回路还包括管道、连接件和阀门等。
管道负责气体的输送和传递，连接件用于连接不同部件，而阀门用于控制气体的流量和压力。
阀门可以是手动操作的，也可以是电动或气动驱动的，用于调节或切断气体流动。
总结而言，气动控制回路的原理是基于气体流体力学原理，在气源的供气作用下，通过控制器和传感器对执行器进行精确控制，实现对工程系统的闭环控制。
它具有结构简单、动作迅速、承载能力大、使用寿命长等优点，在工业自动化控制和生产线上得到广泛应用。
气动行程程序控制系统图
§7-5
障碍信号的判别及消除
一、X—D线图判别障碍 线图判别障碍
1、控制信号线比它所控制的动作状态线短 、 →无障碍； 无障碍； 无障碍 2、控制信号线比它所控制的动作状态线 、 有障碍； 长→有障碍； 有障碍 3、控制信号线与它所控制的动作状态线基 、 本等长，仅多出一出头部分→滞消障碍 滞消障碍(自 本等长，仅多出一出头部分 滞消障碍 自 行消失，无需消除) 行消失，无需消除
二、串联回路——逻辑与 串联回路 逻辑与
LX1 1 LX2 2 J2 J1
LX3 3 J1 4 J4 5 图7-3 串联电路图 DFQ J2 J3
J3
J4
三、并联回路——逻辑或 并联回路 逻辑或
LX 1 1 LX 2 2 J2 5 J1 4
LX 3 3
J3 6
J1 4 J2 5
J4 7
J3 6
J4 7
LX2 J2 4,6 后退
DFQ1
J2 6
DFQ2
(a) 图7-9 气动缸往复运动回路及其操作电路
(b)
AN1 1 J1 2 AN2 3 J2 4 J1 5
LX1
J2
J1 2,5,3 前进
LX2
J1
J2 4,6,1 后退
DFQ1
J2 6
DFQ2
图7-10 先入优先电路
§7-3 障 碍 信 号
一、障碍信号的定义
m n
n
A
n是m的障碍信号
A1 A0 m
m n
A m是n的障碍信号 A1 A0 I型障碍 II型障碍
1、滞消障碍：障碍信号比控制信号出现时多存在一瞬间便 、滞消障碍：
自行消失(不需要排除，靠其自行消失 。 自行消失 不需要排除，靠其自行消失)。 不需要排除
试讲气动系统的PLC控制1
梯形图
梯形图
梯形图
梯形图
梯形图
梯形图
电路组成及元器件功能
必要知识讲解
态 4 自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，
因此功能图应包含有由步和有向连线组成的闭 环。
三、顺序功能图基本结构
1 单序列结构 2 分支结构
✓选择分支 ✓并列分支 3 循环结构 4 复合结构
1 单序列结构
单序列结构由若干顺序激活的步组成，每步后面有一个转换，每个转换后也仅有 一个步
0
等待
按下起动按钮
“步”—用编程元件（如辅助存储器M和状态继 电器S）表示。
与系统的初始状态对应的步叫“初始步”，用 双线方框表示。
当正系统处于某一步说在的阶段时，该步处于活 动状态，称该步处于“活动步”。
步处于活动状态时，相应的动作被执行；处于不 活动状态时，相应的非存储型动作被停止执行。
5.2 顺序功能图设计方法
1
电机M1 起动
T1 延时时间到
2
电机M2 起动
按下停止按钮
图5.5 顺序结构
5．顺序功能图的特点
（1）可以将复杂的控制任务或控制过程分解成若干个状态。 （2）相对某一个具体的状态来说，控制任务简单了，给局部程序的编
制带来了方便。 （3）整体程序是局部程序的综合，只要搞清楚各状态需要完成的动作、
状态转移的条件和转移的方向，就可以进行顺序功能图的设计。 （4）这种图形很容易理解，可读性强，能清楚地反映全部控制的工艺
气动式自动化控制系统的设计与优化
气动式自动化控制系统的设计与优化随着科技的不断发展，自动化技术已经成为现代工业生产中不可或缺的一部分。
在众多自动化技术中，气动控制技术因其简单可靠、易于维护、成本低廉等特点而备受青睐。
本文将围绕气动式自动化控制系统的设计与优化展开论述。
一、气动控制基础气动控制系统包括气源、气路、控制元件、控制器以及执行器等几个部分。
其中，气源一般采用压缩空气，气路由油雾器、快速接头、气管、杀气器等组成。
控制元件包括电磁阀、气缸、旋塞、换向阀等，而控制器则根据所需要的功能选择PLC控制器、温控器、计数器等不同类型。
执行器一般由气缸或电动执行器组成。
在这个基础上，气动控制系统可以实现多种操作，如开关、调速、振荡等。
二、气动控制系统的设计在气动控制系统的设计中，需要根据实际应用场景制定相应方案。
具体来说，需要从以下几个方面入手。
1.功率要求在设计气动控制系统时，首先需要考虑的是所需要的功率。
这与系统的操作对象和操作环境有关。
例如，在车间内需要装载重物的场合，需要选用较大的气缸，以便提供足够的力量；而在机械加工环境中，由于需要频繁地调整工件位置，因此需要选用速度快、响应灵敏的气缸。
2.气源压力在设计气动控制系统时，气源压力也是一个重要的考虑因素。
一般而言，气源压力越高，能提供的力量也就越大。
但同时也需要注意，过高的气源压力会导致系统泄气、失控等问题，需要认真考虑。
3.气路设计气路的设计对气动控制系统的稳定性和可靠性有很大影响。
需要根据实际情况选择合适的快速接头、气管、杀气器等，以确保气路畅通无阻、气路压力平稳。
此外，需要根据系统需求选择相应的控制元件，保证系统可以完成所需要的操作。
4. 控制器选型控制器是气动控制系统的核心部分，直接决定系统的性能和稳定性。
在控制器的选型中，需要考虑系统的需求，选择PLC控制器、计数器、温控器等不同类型和精度的控制器。
还需要考虑控制器的工作温度、可靠性、防护等，以保证控制器能够长期稳定地工作。
基于PLC的气动机械手控制系统设计
基于PLC的气动机械手控制系统设计一、本文概述随着工业自动化技术的飞速发展，气动机械手作为实现生产自动化、提高生产效率的重要工具，在各个领域得到了广泛应用。
基于可编程逻辑控制器（PLC）的气动机械手控制系统，以其稳定可靠、易于编程和维护的特性，成为当前研究的热点之一。
本文旨在探讨基于PLC 的气动机械手控制系统的设计方法，包括系统构成、硬件选择、软件编程以及调试与优化等方面，以期为我国工业自动化领域的发展提供参考和借鉴。
本文将简要介绍气动机械手及其控制系统的基本原理和特点，为后续的设计工作奠定理论基础。
将详细阐述PLC在气动机械手控制系统中的应用优势，包括其可靠性、灵活性以及扩展性等方面的优势。
在此基础上，本文将深入探讨基于PLC的气动机械手控制系统的设计方法，包括系统架构的设计、硬件设备的选择、软件编程的实现以及系统调试与优化等方面。
本文将总结基于PLC的气动机械手控制系统的设计要点和注意事项，为相关工程实践提供指导和借鉴。
通过本文的研究，旨在为我国工业自动化领域的发展提供新的思路和方法，推动气动机械手控制系统的技术进步和应用推广。
也期望本文的研究成果能对相关领域的学者和工程师产生一定的启示和借鉴作用，共同推动工业自动化技术的发展和创新。
二、气动机械手控制系统概述气动机械手控制系统是以可编程逻辑控制器（PLC）为核心，结合气动执行元件、传感器以及相应的控制逻辑，实现对机械手的精确控制。
该系统结合了气动技术的快速响应和PLC的灵活编程特性，使得机械手的动作更加准确、迅速且易于调整。
PLC控制器：作为整个控制系统的核心，PLC负责接收和处理来自传感器的信号，根据预设的程序逻辑，控制气动执行元件的动作。
PLC 具有高度的可靠性和稳定性，能够适应各种复杂的工作环境。
气动执行元件：包括气缸、气阀和气压调节器等。
气缸是实现机械手抓取、移动等动作的主要执行机构；气阀用于控制气缸的运动方向和速度；气压调节器则用于调节气缸的工作压力，以保证机械手的稳定性和精确性。
《气动控制原理教程》课件
集成化
气动控制技术将与其他技术进行 集成，形成更完整的控制系统， 提高系统的整体性能和稳定性。
02
CATALOGUE
气动控制系统的基本组成
气源装置
气源装置是气动系统的能源供给装置，主要功能是为系统提供稳定、洁净的工作气 体。
气源装置通常包括空气压缩机、储气罐、干燥机等设备，用于产生压缩空气、储存 压缩空气以及除去压缩空气中的水分和杂质。
辅助元件是气动系统中除气源装置、执行元件和控制元件以外的其他元件，用于实现气动系 统的辅助功能。
辅助元件包括消声器、过滤器、油雾器等，其中消声器用于降低气动系统运行时的噪音，过 滤器用于除去压缩空气中的杂质和水分，油雾器用于将润滑油均匀地混入压缩空气中，实现 对气缸等执行元件的润滑。
辅助元件虽然不是气动系统的核心部分，但对整个系统的性能和稳定性也有重要影响。
日常维护与保养
01
02
03
每日检查
检查气动系统的所有部件 ，包括气源、气动执行器 、控制阀等，确保没有泄 漏或异常噪音。
清洁与润滑
定期清洁气动系统的相关 部件，并使用专用的润滑 剂对运动部件进行润滑。
紧固与调整
确保所有连接部件紧固， 没有松动，同时对需要调 整的部件进行调整，保持 最佳性能。
常见故障的诊断与排除
智能化
智能化技术如人工智能、机器学习等在气动控制领域的应用，使得气 动设备能够自适应地调整参数，提高控制精度和稳定性。
模块化与集成化
模块化和集成化设计能够减小气动设备的体积和重量，便于维护和升 级，同时提高系统的可靠性。
环保与节能
随着环保意识的增强，气动控制技术正朝着低能耗、低排放、低噪声 的方向发展，以减小对环境的影响。
PLC第2章 气动传动PLC控制系统设计
1.移位指令
SFT D
SFTP D
说明：在执行条件为ON时，SFT指令将其前一个号的位的 1/0 状态移位到在D中指定的位中，并且将前一个号的位置于0 。SFTP和SFT指令的区别在于执行条件的上升沿执行指令。
5
2.1.1 Q系列PLC的顺控程序指令（二）
2. 气源装置的作用与组成
• 气源装置用来产生具有足够压力和流量的压缩空气并将其
净化、处理作储存的装置，是气动系统的重要组成部分。
l-压缩机,2-后冷却器,3-分离器,4、7-储气罐,5-干燥器,6-过滤器 8-加热器,9-四通阀
3. 气动执行元件
• 气缸是气动系统的主要执行元件,它把压缩空气的压力能转
电容式接近开关 SD-3050A NPN常开 远距离24V
2.气动分拣装置有关的传感器
（4）颜色传感器：通过检测目标物体对三原色的反射比率， 从而鉴别物体颜色的传感器。
棕色
PLC
传
黑色
感
X00
器
24V 蓝色
COM
2.气动分拣装置有关的传感器
（5）光电码盘：通过光电转换将旋转轴的机械位移转换成 脉冲或者数字量的传感器。
棕色
PLC
光
黑色
电
X00
码
盘
24V 蓝色
COM
2.气动分拣装置有关的传感器
（6）磁性开关：是一种利用磁场信号来检测气缸活塞的运 动行程的传感器。它有单触点和双触点两种类型。
3.气动分拣装置的气动回路设计
电动机驱动传输带运送物料，传感器检测物料信号并送到 PLC，PLC控制电磁阀动作，电磁阀控制压缩空气使相关气缸 运动，带动机械装置对待测材料进行分类。
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南通纺织职业技术学院——液压与气动技术
2019年1月19日星期六
1、气动基本回路
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1、气动基本回路
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1、气动基本回路
为分清气动元件与气动回路的对应关系，图12-3和图 12-4分别给出全气动系统和电气动系统的控制链中信号流 和元件之间的对应关系，掌握这一点对于分析和设计气动 程序控制系统非常重要。
从控制信号来说，气动程序控制回路有气控回路和电 控回路两种。设计方法以气控回路为例说明，同样也适用 于目前工厂中仍广泛使用的继电器电控回路的设计。
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1、气动基本回路
气动系统无论多么复杂，均由一些 特定功能的基本回路组成。
在气动系统分析、设计前，先介绍一些气动基本回路和常用回路， 了解回路的功能，熟悉回路的构成和性能，便于气动控制系统的分 析、设计，以组成完善的气动控制。
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1、气动基本回路
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1、气动基本回路
4、管路的表示
在气动回路中，元件 和元件之间的配管符号是 有规定的。通常 工作管路 用实线 表示， 控制管路用 虚线表示。而在复杂的气 动回路中，为保持图面清 晰，控制管路也可以用实 线表示。管路尽可能画成 直线避免交叉 。如图 12-7 为管路表示方法。
2、气动常用回路
4、 利用双压阀的控制
如图12-11所示回路是一个利用双压阀的双手操作回路，在该回路 中，需要两个二位三通阀同时动作，才能使单作用气缸前进， 实现 “与”门逻辑控制。最常用的双手操作回路还有如图 12-12所示的回路， 常用于安全保护回路。
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2、气动常用回路
1、单作用气缸的控制 控制单作用气缸的前进、后退必须 采用二位三通阀 。如图12-8所
示单作用气缸控制回路，按下按钮，压缩空气从 1口流向2口，活塞伸 出，3口遮断，单作用气缸活塞杆伸出。放开按钮，阀内弹簧复位， 缸内压缩空气由 2口流向3口排放， 1口被遮断，气缸活塞杆在复位弹 簧作用下立即缩回。
表示，否则另加注释。阀的位置定义如下： 1． 正常位置：阀芯未操纵时阀的位置。 2． 起始位置：阀已安装在系统中并已通气供压后，阀芯所处的位置应标明。如图
12-5所示的滚轮杠杆阀（信号元件），正常位置为关闭阀位，当在系统中被活 塞杆的凸轮板压下时，其起始位置变成通路，应表示成图12-5（b）所示。
对于单向滚轮杠杆阀，因其只能在单方向发出控制信号，因此在回路图中 必须以箭头表示出对元件发生作用的方向，逆向箭头表示无作用，如图12-6所 示。
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2019年1月19日星期六2气动常用回路2、双作用气缸的控制 控制双作用气缸的前进、后退可以采用二位四通阀如图12-9（a）或
二位五通阀如图12-9（b）。按下按钮，压缩空气从1口流向4口，同时2 口流向3口排气，活塞杆伸出。放开按钮，阀内弹簧复位，压缩空气由 1口流向2口，同时4口流向3口或5口排放，气缸活塞杆缩回。
1A，2A 等代表执行元件 1V1，1V2等代表控制元件 1S1，1S2等代表输入元件（手动和机控阀） 0Z1，0Z2等代表能源供给（气源系统）
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气动基本回路图内元件的命名
2.英文字母命名 在英文字母命名中，大写字母表示 执行元件，
小写字母表示信号元件。
应该指出，所介绍的回路在实际应用中，不要照搬使用，而应根 据设备工况、工艺条件仔细分析、比较后采用。
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1、气动基本回路
1、气动回路的图形表示法 工程上，气动系统回路图是以气动元件图型符号组合而成，故读者应对前
述所有气动元件的功能、符号与特性熟悉和了解。 以气动符号所绘制的回路图可分为定位和不定位两种表示法。定位回路图
以系统中元件实际的安装位置绘制，如图12-1，这种方法使工程技术人员容易 看出阀的安装位置，便于维修保养。
不定位回路图不按元件的实际位置绘制 ，气动回路图根据信号流动方向， 从下向上绘制，各元件按其功能分类排列，依次顺序为气源系统、信号输入元 件、信号处理元件、控制元件、执行元件 ，如图12-2 所示。本章主要使用此 种回路表示法。
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气动基本回路
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气动基本回路
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气动基本回路图内元件的命名
1．数字命名
元件按照控制链分成几组。每一个执行元件连同相 关的阀称为一个控制链。0组表示能源供给元件，1，2 组代表独立的控制链。
A，B，C 等代表执行元件 a1，b1，c1等代表执行元件在伸出位置时的行程开关 a0，b0，c0等代表执行元件在缩回位置时的行程开关
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1、气动基本回路
3、各种元件的表示方法 在回路图中，阀和气缸尽可能水平放置。回路中的所有元件均以起始位置
液压与气动技术 第七单元 气动程序控制系统
2008－7－20
教学内容
? 气动基本回路 （重点） ? 气动程序控制回路 （难点）
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0.绪论
本章中将讨论气动程序控制系统的分析与设计，也就 是讨论如何按照给定的生产工艺（程序），使各控制阀之 间的信号按一定的规律连接起来，实现执行元件（气缸） 的动作，即程序控制回路的设计。设计程序控制回路有多 种方法，本章只介绍两种方法，经验法和串级法。
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2、气动常用回路
3、利用梭阀的控制
如图12-10所示，回路中的梭阀相当于 实现“或”门逻辑功能 的阀。在 气动控制系统中，有时需要在不同地点操作单作用缸或实施手动 /自动并 用操作回路。
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