任务4 逻辑控制回路
5节SCADA系统控制逻辑课件
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阿拉山口站为例
• 开关量阀的控制逻辑： • 阀处于远控/手动状态，无故障，无报警，无停阀命令。 • 在站控（中心）状态，阀门全开未置位，站控开阀命令
置位，2秒后自动复位。阀门开DO正常输出，阀门在开状 态。
• XV1101,02,03,04,05, XV1111,XV1421,25
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• （1）机泵启动前应满足的条件，如压力是否满足，进口阀和出口阀是否 已经处于预先考虑好的位置，机泵本身涉及的机械密封、振动条件、温度 等条件是否满足。这个可考虑作为启泵前的一个必要条件加入保护逻辑中。
• （2）启泵/停泵信号是脉冲信号还是长信号，一般都是脉冲信号，因为通 常SCADA输出先到继电器的干触点，触发继电器闭合输出信号到电气柜 来动作机泵。
调节器，它们的输出通过一只选择器后，送往执行器。这两只调节器， 一只在正常情况下工作，另一只在非正常情况下工作。 • 在生产处于正常情况时，系统由用于正常工作下工作的调节器进行控 制；一旦生产出现不正常情况，用于非正常情况下工作的调节器将自 动取代正常情况下工作的调节器，对生产过程进行安全性控制，直到 生产自行恢复到正常情况，正常情况下工作的调节器又将取代非正常 情况下工作的调节器，恢复对生产过程的正常控制。 • 长输管道 通常的选型控制采用的是低选（超驰）控制。
• 在长输管道的单回路控制中，常常用来控制进出站压力、 流量和下载流量，在自动调节中一般只用到比例和积分控 制。
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4.复杂回路控制
4.1串级控制
给定值
主调节
－
器
串级控制回路方块图
控制信号
调节器
执行器
－
干扰
干扰
副对象 副变量 主对象
SS4电力机车逻辑控制单元说明书
SS4电力机车逻辑控制单元使用说明书武汉正远铁路电气有限公司目录一概述 (2)二功能简介 (3)三技术参数 (3)四系统组成及工作原理 (4)五结构 (7)六使用注意事项 (8)七CAN总线匹配电阻安装说明 (9)八对外接口定义 (11)一、概述SS4电力机车逻辑控制单元是应用计算机控制技术、CAN现场总线、电力电子器件，完成电力机车主回路、辅助回路电器的顺序操作功能，替代传统继电器有触点控制的新一代控制系统。
设计符合TB/T3201-2001《铁道机车车辆电子装置》的标准要求采用计算机控制，各项功能由软件设定，结构化硬件电路实现，简化顺序控制系统的设计、生产、调试过程，减少机车配线。
根据实际应用的需要配置硬件模块的数量，根据功能的需求修改软件，适用于各种型号的机车逻辑顺序控制，提高自动化水平。
逻辑控制装置具有控制方式灵活、编程方便、布线直观、检修条理清晰等特点，以及采用无触点输出控制方式解决了原有系统在振动强、尘埃度高的环境下的不可靠问题，改变原有机车控制部分设计变更困难、调试繁琐、布线混乱、可靠性低的现象，实现电力机车逻辑控制的集成化和智能化。
1、智能化模板：构成系统的主控板、开关量输入板、开关量输出板均以80C51. 80C196单片机为核心自成系统，各单元具备自诊断功能。
2、CAN总线连接：系统中各模板或单元以高速CAN总线连接，仅有两根信号线，模块之间故障不会扩散，连线简单；根据需要容易实现模块级的冗余配置。
通过CAN总线与A、B节变流柜相连，实现U1～U4单元的起动、停止命令传输与运行数据收集。
3、DC110V开关量信号直接输入、直接输出，与机车信号电压等级一致。
输入、输出信号与计算机隔离，每路输入信号吸收电流5mA，每路输出信号最大负载能力3.5A。
4、故障存储板配置RS-485通讯接口与其它计算机通信，可读取状态记录信息与故障代码信息。
利用微机系统的彩色显示屏和专家系统诊断软件进行故障，图文显示和故障记录，指导完成机车控制回路的故障诊断。
数字逻辑电路
四、时间图
时间图是用波形图的形式来表示输入信号、输出 信号和电路状态等的取值在各时刻的对应关系，通常 又称为工作波形图。在时间图上，可以把电路状态转 换的时刻形象地表示出来。
同步时序逻辑电路分析
分析的方法和步骤 常用方法有表格法和代数法。 一、表格分析法的一般步骤 1．写出输出函数和激励函数表达式。 2．借助触发器功能表列出电路次态真值表。 3．作出状态表和状态图（必要时画出时间图） 。 4．归纳出电路的逻辑功能。
0
1
4． 画出时间图，并说明电路的逻辑功能 设电路初态为“ 0” ，输入 x1 为 00110110 ，输入 x2 为 01011100 ，根据状态图可作出电路的输出和状态响应序 列如下: 时钟节拍：1 2 输入x1： 0 0 输入x2： 0 1 状态y： “0” 0 输出Z ： 0 1 3 1 0 0 1 4 1 1 0 0 5 0 1 1 0 6 1 1 1 1 7 1 0 1 0 8 0 0 1 1
同步时序逻辑电路的设计
同步时序逻辑电路的设计是指根据特定的逻辑要求，设计 出能实现其逻辑功能的时序逻辑电路。显然， 设计是分析的逆 过程，即：
①
建立给定问题的逻辑描述
假定采用 “真值表法”，可作出真值表如下表所示。
A B C F
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 0 1 0 1 1 1
由真值表可写出函数F的最小项表达式为
F(A,B,C) = ∑m (3,5,6,7)
②
求出逻辑函数的最简表达式
0
1
根据状态响应序列可作出时间图如下：
时钟节拍：1 2 输入x1： 0 0 输入x2： 0 1 状态 y： “0” 0 输出Z ： 0 1 3 1 0 0 1 4 1 1 0 0 5 0 1 1 0 6 1 1 1 1 7 1 0 1 0 8 0 0 1 1
自动化控制工程设计中常用图形符号及字母代号
3.2.3 仪表位号的表示方法
1. 仪表位号组成 在检测、控制系统中，构成一个回路的每个仪表（或元件）都应有 自己的仪表位号。仪表位号由字母代号组合和回路编号两部分组成。仪表 位号中，第一位字母表示被测变量，后继字母表示仪表的功能。回路编号 可按照装置或工段（区域）进行编制，一般用3～5位数字表示。 仪表位号组成
3.4.1 图形符号
1．仪表的图形符号是一个直径约10mm的圆圈。当带控制点工艺流程图 为1号规格图幅，有缩小复印为3号规格图幅时，直径可选13mm。在同一套 带控制点工艺流程图上，同时应用本节和上节介绍的匹形符号圆圈时，其直 径二取同一尺寸。 ２．一个图形符号，在实际应用时可以表示一个或多个功能。在下面的介 绍中，仅列举了部分有关该图形符号的应用实例。 ３．以计算机为基础的检测、控制仪表促进了仪表控制系统的发展，使得 共用显示、共用控制和共用信号线等共用功能的实现成为可能。以共用功能 为特点的分散控制/共用显示类型的仪表，用方框符号表示。 ４．集散控制系统图形符号适用于含有确认为“计算机”部件的系统。计算 机有别于－个整体的处理器，它能激励集散控制系统的各种功能。借助于数 据链，计算机部件能与系统组成一个整体，或者也可能成为一个独立计算机。
自动化控制工程设计中常用 图形符号及字母代号
自动化控制工程设计中 常用图形符号及字母代号
任务1 自动化工程设计中名词定义、仪表术语与图形符号 3.1.1 设计标准所规定的名词定义
1． 过程 Process 使能量状态、成分、尺寸或可用数据定义的其他特性 产生变化的任何操作或一系列操作。 2． 功能 function 仪表所完成的目的或动作。 3． 回路 loop 用来测量、控制或测量和控制过程变量的一个或多个相 关仪表的组合。 4． 仪表圆圈 ba11on 用来表示仪表或仪表标志的圆形符号。 5． 测量点 Point of measurent 对过程变量进行测量的点。 6． 测试点 Point test point 仪表并不永久接于其上的测试接头， 它是为临时、间歇或今后连接仪夜之用。 7． 检测元件 detecting element，sensor， primary element
气动课程设计
机电工程系课程设计课程设计报告（2011/2012 第1学期）设计题目液压(气压)课程设计指导教师学生班级学生姓名学生学号考核成绩内容摘要概述气动（qìdòng）[pneumatic]∶利用撞击作用或转动作用产生的空气压力使运动或做功的气动就是以压缩空气为动力源，带动机械完成伸缩或旋转动作。
因为是利用空气具有压缩性的特点，吸入空气压缩储存，空气便像弹簧一样具有了弹力，然后用控制元件控制其方向，带动执行元件的旋转与伸缩。
从大气中吸入多少空气就会排出多少到大气中，不会产生任何化学反应，也不会消耗污染空气的任何成分，另外气体的粘性较液体要小，所以说流动速度快，所以说主要特点便是节能环保。
气动技术的特点：1、气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。
压力等级低、使用安全相对液压系统安全一些。
2、工作介质是取之不尽的空气、空气本身不花钱。
排气处理简单，不污染环境，但电能消耗较大，能源转换率很低，初期成本较低，但使用成本较高。
3、输出力以及工作速度的调节非常容易。
气缸的动作速度一般为50~500mm/s。
但运行速度稳定性不高。
4、可靠性不太高，使用寿命受气源洁净度和使用频率的影响较大。
5、利用空气的压缩性，可贮存能量，实现集中供气。
可短时间释放能量，以获得间歇运动中的高速响应。
可实现缓冲。
对冲击负载和过负载有较强的适应能力。
在一定条件下，可使气动装置有自保持能力。
气动技术的缺点：1、由于空气有压缩性，气缸的动作速度易受负载的变化而变化。
采用气液联动方式可以克服这一缺陷,气缸速度比液压要快。
2、气缸在低速运动时候，由于摩擦力占推力的比例较大，气缸的低速稳定性不如液压缸。
3、虽然在许多应用场合，气缸的输出力能满足工作要求，但其输出力比液压缸小。
目录内容摘要 (1)概述 (1)气动技术的特点： (1)气动技术的缺点： (1)第一章气动课程设计概述 (2)1.1课程目的 (3)1.2课程内容 (3)1.3课程步骤 (3)第二章气动回路设计 (3)2.1设计目的 (4)2.2设计内容 (4)逻辑控制回路设计 (4)【任务分析】 (4)【方案比较】 (4)【原理图】 (4)【回路组装与实验步骤】. (8)【组装调试中存在问题分析】. (8)第三章动生产线分拣单元的气动机械手气动系统绘制与实现 (8)【原理图】 (9)【回路组装与实验步骤】 (12)【组装调试中存在问题分析】 (12)第四章总结 (13)通过这一周的气动实习，我对气孔有了更深层次的了解，认识了很多的气动元件并且了解了这些元件的用途，熟知了他们的工作原理以及构成的回路的作用。
《液压与气压传动》课程标准
《液压与气压传动》（高技）课程教学大纲一、课程名称液压与气压传动二、课程性质、学分、课时《液压与气压传动》是一门技术基础课，具有较强的理论性和实践性，是从理论性和系统性都很强的基础课向实践性很强的专业课过渡的转折点。
本课程标准，适用于机电一体化专业。
本课程68学时。
三、课程设计思路液压与气压传动技术是学生必须掌握的能力之一。
本课程以就业为导向，在行业专家小组的指导下，对机电一体化工作岗位进行工作任务与职业能力分析，以实际的工作任务作指导，以液压与气压传动技术涉及工作技能为课程主线；以各专业方向应共同具有的岗位职业能力为依据；根据学生认知的特点，采用“一体化”教学，通过单项训练及案例分析等活动项目来组织教学，提倡“寓教于乐”，通过一个个具体的实例任务来提高学生学习兴趣，充分发挥学生的主体作用，让学生在学习完成任务和活动时能体验到满足和成就感。
四、课程教学目标通过课程学习使学生掌握液压与气压传动技术技能操作相关的知识。
具体达到如下的职业能力目标：（一）掌握液压与气动系统设计的基本方法和步骤；（二）掌握液压与气动元件的结构、工作原理（三）掌握液压与气动元件的性能，并能合理地选用；（四）掌握液压与气动典型基本回路的工作原理与特点，并能合理地应用；（五）能按要求正确地设计液压与气动原理图、电气控制原理图和PLC控制原理图；（六）能根据原理图实现模拟控制并最终实现实际控制。
六、课程考核办法本课程为学期考查课，采用百分制形式计分。
该课程考核内容与所占比重如下表：七、课程建议（1）教学建议：教学过程中以学生为主体，采用小组合作完成与学生个体独立完成相结合，（2）教材建议：理论讲解选用《液压与气压传动》国防科技大学出版社教材，参考用《液压与气压传动》武汉大学出版社八、实训教学资源要求教学用制图模型及多媒体教学九、其它说明。
断路器控制回路故障分析与处理
断路器控制回路故障分析与处理摘要：断路器控制回路故障是电气系统常见故障之一，掌握其分析处理方法及预防措施对于提升变电站运行的可靠性和经济性有着重要意义。
本文以本文对某220 kV变电站2号主变620断路器C相无法分闸的现象进行研究分析，对断路器控制回路故障分析与处理进行分析归纳。
关键词：断路器；控制回路；故障；处理1、断路器控制回路断路器的控制通常是通过电气回路来实现的，为此必须有相应的二次设备。
在主控制室应有能发出跳、合闸命令的控制开关（或按钮），断路器应有执行命令的操动机构。
控制开关和操动机构之间是通过控制电缆连接起来的[1]。
完成断路器跳、合闸任务的电气回路称为控制回路。
控制回路按操作电源的种类分为直流操作和交流操作（含整流操作）两种类型。
直流操作一般采用整流电源或蓄电池组供电；交流操作一般由电流互感器、电压互感器或所用变压器供电。
断路器操动机构又分为液压操动机构、弹簧操动机构等几种类型，本课题主要介绍具有弹簧操动机构的断路器的控制回路，并通过它了解一般断路器控制回路的构成原理。
断路器的控制回路，按照断路器的型式、操动机构的类型以及运行上的不同要求虽有差别，但其基本接线却是相似的，即断路器的控制回路必须完整、可靠，因此应满足以下要求[2]：（1）断路器的合、跳闸回路是按短时通电设计的，操作完成后，应迅速切断合、跳闸回路，解除命令脉冲，以免烧坏合、跳闸线圈。
为此，在合、跳闸回路中，接入断路器的辅助触点，既可将回路切断，又可为下一步操作做好准备。
（2）断路器既能在远方由控制开关进行手动合闸和跳闸，又能在自动装置和继电保护作用下自动合闸和跳闸。
（3）控制回路应具有反映断路器状态的位置信号，自动合、跳闸时应有明显信号。
（4）无论断路器是否带有机械闭锁，都应具有防止多次合、跳闸的电气防跳措施。
（5）对控制回路及其电源是否完好，应能进行监视。
（6）当具有单相操动机构的断路器按照三相操作时，应有三相不一致的信号。
机组DEH、ETS、FSSS、MEH、METS系统逻辑
DEH控制系统功能
并网前：DEH为转速闭环无差调节系统。给定转速与实际转速 之差，经PID调节器运算后，通过伺服系统控制油动机开度， 使实际转速跟随给定转速变化。操作员通过操作员站上的软操 盘设置升速率、目标转速后，给定转速自动以设定的升速率向 目标转速逼近，实际转速随之变化。当进入临界转速区时，自 动将升速率改为≥ 400r/min快速冲过去。在升速过程中，通常 需对汽轮机进行暖机，以减小热应力。 同期并网时：总阀位给定立即阶跃增加4~6%，使发电机带上 初负荷，并由转速PI控制方式转为阀位控制方式。 并网后：DEH的控制方式可在阀位控制、功率控制、主汽压力 控制方式之间方便地无扰切换。并且可与协调控制主控器配合， 完成协调控制功能。
DEH控制系统功能
阀控方式：操作员通过设置目标阀位或按阀位增减按钮控制油 动机的开度。在阀位不变时，发电机功率将随蒸汽参数变化而 变化。 功控方式：操作员通过设置负荷率、目标功率来改变功率给定 值，给定功率与实际功率之差，经PI运算后控制油动机的开度。 在给定功率不变时，油动机开度自动随蒸汽参数变化而变化， 以保持发电机功率不变。 压控方式：操作员通过设置压变率、目标压力来改变压力给定 值，给定压力与实际功率之差，经PI运算后控制油动机的开度。 在给定压力不变时，油动机开度自动随蒸汽参数变化而变化， 以保持主汽压力不变。 为了确保机组的安全，还设置了多种超速限制、负荷限制及打 闸保护功能。有的还可进行试验，以验证其正确性。
机组DEH、ETS、FSSS、 MEH、METS系统
汽轮机数字电液控制系统
DEH
介绍
DEH简介
DEH——汽轮机数字电液控制系统。 DEH的主要任务：调节汽轮发电机组的转速、功率，使其满足 电网的要求。 汽轮机控制系统的控制对象为汽轮发电机组，它通过控制 汽轮机进汽阀门的开度来改变进汽流量，从而控制汽轮发电机 组的转速和功率。在紧急情况下，其保安系统迅速关闭进汽阀 门，以保护机组的安全。 由于液压油动机独特的优点，驱动力大、响应速度快、定 位精度高，汽轮机进汽阀门均采用油动机驱动。汽轮机控制系 统与其液压调节保安系统是密不可分的。
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四、“或”门元件
“或”门元件也有两个输入控制信号和一个输出信号，它的逻辑含义 是只要有任何一个控制信号输入，就有信号输出。
“或”门逻辑元件
二、快速排气阀的工作原理及结构
1.快速排气阀
快速排气阀工作原理图及图形符号
1、要使逻辑与的输出端有信号，必须使 输入信号和控制信号同时有信号 2、要使逻辑或的输出端无信号，必须使 。 。 。 。
选料装置逻辑状态表
二、根据逻辑状态表写出逻辑表达式
选料装置的逻辑表达式为：
三、根据逻辑代数运算法则简化表达式
四、根据逻辑表达式设计控制回路图
选料装置控制回路图
是 是 ；当a或b任一孔有气信号，s口就有输出的逻辑元件 。
3、快速排气阀一般安装在主控阀后面，以增加主控阀的排气速 度，最终提高气缸的运动速度。（ ）
8
9
11
2个信号其中一个有输入即有输出
3个信号其中一个有输入即有输出
下图所示为选料装置中具有逻辑功能的工作示意图，用三个按钮 来控制执行气缸。它的工作要求为：三个控制按钮只要任意两个按钮 都有信号发出，气缸就伸出，到a1的位置后，返回到初始位置；如果 只有其中一个按钮有信号发出，气缸不动作。本任务要求根据该工作 要求设计选料装置的控制回路。
输出端与排气口相通
3、要使逻辑非的输出端有信号，必须使 控制端无信号 4、要使逻辑与非的输出端有信号，必须使 控制端同时无信号 5、要使逻辑或非的输出端无信号，必须使 控制端同时有信号
1、“与”门逻辑功能在气动控制中由 现，其逻辑表达式为 ·
来实
2、当X、Y两孔同时有气信号时，s口才有信号输出的逻辑元件
任务4 逻辑控制回路分析
一、“是”门元件
“是”的逻辑含义就是在控制的时候，只要有控制信 号输入，就有信号输出，如果没有控制信号输入，也没 有信号输出。在气动控制系统中就是指有控制信号就有 压缩空气输出，没有控制信号就没有压缩空气输出。
“是”门逻辑元件
二、“非”门元件
“非”的逻辑含义与“是”相反，就是当有控制信号输 入时，没有压缩空气输出，当没有控制信号输出时，有压 缩空气输出。
选料装置工作示意图
任务分析
从该装置的工作要求可以看出，需要回路做 出一定的分析及判断，来确定气缸是否伸出。像 这种根据条件能进行判断的回路称为逻辑回路。 要完成这种回路的设计必须掌握基本气动逻辑元 件的符号及逻辑功能、逻辑数字的计算方法及逻 辑回路的设计方法等相关知识。
一、列出逻辑状态表
选料装置有三个按钮，分别为A、B、C，输出信号为Y。其次有信号输 入为“1”，没有信号输出为“0”，则根据分料装置的控制要求，列出逻辑 状态表。
“非”门逻辑元件
三、“与”门元件
1.双压阀的工作原理
在实际应用中一般以双压阀来实现“与”的逻辑功能。
双压阀 a)、b)无压缩空气输出 c）有压缩空气输出 d）职能符号 e）实物图
1.双压阀的结构和工作原理
（a）工作原理
（b）实物图
双压阀工作原理及实物图
三、“与”门元件
“与”门逻辑元件
2.梭阀的结构和工作原理