气动逻辑元件在多气缸顺序动作气压控制回路中的应用
PLC顺序控制在气动多缸演奏系统中的应用
P LC顺序控制在气动多缸演奏系统中的应用赵龙,易孟林,罗晓玉(华中科技大学机械科学与工程学院,武汉430074)摘要:顺序控制是气动自动化系统的一个重要的应用领域,利用顺序功能图和梯形图语句编制控制程序,实现单台设备或生产过程的顺序控制,是P LC的主要功能之一。
本文以三菱FX系列P LC为例,介绍了利用步进指令设计顺序控制程序的方法,并结合一气动多缸弹琴系统,设计了其气动回路和基于步进梯形图语言的PLC顺序控制系统。
关键词:顺序控制;气压传动;PLC;步进指令中图分类号:TP273 文献标识码:B 文章编号:1001-3881(2006)11-145-3PL C Ba sed Sequen tia l C on tr ol M ethod and its Applica tion in a M u lt i-cyli n derPneum a tic Perform i n g Syste mZHAO Long,YIMenglin,LUO Xia oyu(Huazhong University of Science&Technology,W uhan430074,China) Ab stra ct:Sequenti a l control is an i mportant part of pneuma tic control system,which iswidely used in the control of both single equip m ent and m anufacturing proce ss1B ased on s equentia l functi on cha rt(SFC)and step ladde r(ST L),sequential control is one of the ma j or functi ons of P LC1Taking the FX-s e ries PLC of M IT SU B IS H I a s an examp le,the m ethod of p rogramm ing by using ST L and its use in a pneu m atic m ulti-cylinde r s ystem,as well as the pneu m atic and control system of t he equi pm ent were intr oduced1 Keywor ds:Sequenti a l control;Pneumatics;P LC;ST L1 顺序控制及P LC顺序控制的实现顺序控制是工业生产过程中的一种常见的和典型的控制方式。
双气缸顺序控制系统的设计
械、 电气 、 电子 、 液压等 ） 比， 相 气压传动与控制技术具 有空气介质来源简单 、 方便 、 不污染 环境 ； 压缩空气 的 储存 、 运输方便 ； 气动系统性能受温度影响小 ； 防火 、 防 爆 、 电磁干扰； 抗 装置结构简单 、 安装容易、 出力及工 输
一
继电器线圈 Ｋ ， ３电磁线圈 Ｍ３ 断电， 弹簧复位 ， Ｂ缸返
回， ｏ Ｂ 位置传感器得信号输 出， 电磁线圈 Ｍ２ 电， 通 电
磁阀换向， Ａ缸返 回， 整个顺序控制过程结束 。
１ 气源 ２ 气源调节装置 ． ． ３ 二位五通单电磁换向阀 ．
５ 结 论
４二位五通双电磁换 向阀 ．
本文以最为复杂的方式 １ 进行设计分析。
３ １ 顺序控 制 系统 回路 的设计 ．
缸伸出后不能返 回， 只有按钮开关工作正常 ， 回路才能 按设计要求完成。
本系统 的目标是实现顺序动作的 自动控制， 此 故
选取 电磁换向阀作为系统的控制元件。顺序控制 中所
需气缸的位置信号在本系统 中是通过磁一 电式接近开 关、 电感式传感器 、 电容式传感器等信号获取装置得 到 的。采取多种信号获取方式的 目的在于说明信号的获 取方式可以多种多样 ， 在实际应用 中要根据系统精度 要求 以及现有设备来设计 系统。顺序控制系统回路如
１ 引 言
利用气动元件和信号获取装置如传感器 、 电式接近 磁．
随着工业 自动化的迅速发展， 气压传动与控制技 术得到了广泛的应用 。与其他传动及控制方式 （ 机 如
“逻辑设计法”——多气缸顺序动作电气控制系统设计
关系;Y 为复位条件,即促使双稳态元件恢复至原来 状态的条件;Y������ 为切断条件,即促使单稳态元件恢复 至原来状态的 条 件;Z(±)为 单 稳 态 元 件 动 作 和 复 位 状态,其中＋代表动 作,而 － 代 表 复 位,(±)外 加 小 括号表示单 稳 态 元 件,如 果 是 双 稳 态,则 不 必 加 小
关 键 词 :电 气 回 路 ;顺 序 动 作 ;逻 辑 设 计 法
中 图 分 类 号 :TP２７３
文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 :１００９Ｇ８９８４(２０１９)０１Ｇ００４５Ｇ０３
０ 引 言
对于 多 气 缸 顺 序 动 作 电 气 控 制 系 统 的 设 计,一 般常用经验法、串级 法 及 移 位 暂 存 法 进 行 电 气 回 路 的 设 计 ,但 经 验 法 只 适 用 于 简 单 回 路 的 设 计 ,对 于 复 杂回路的设计,不但 容 易 发 生 错 误 而 且 不 易 发 现 错 误;至于串级法和移 位 暂 存 法 虽 有 规 则 可 循 且 易 于 发 现 错 误 ,但串级法只适用于双稳态元件(具自 保能力 的双电控换向阀),而移位暂存法则适用于单稳态元件 (单电控换向阀)[１].而本文的逻辑设计法则提供了程 序化、有规可循的方法,可以降低对设计技巧及经验的 依赖;该方法既适用于单电控或双电控回路的设计,也 适用于单、双混合电控回路的设计.尤其是采用 PLC 控制时,对阶梯图的设计,本方法更加适用.
辑 方 程 式 . 换 级 电 路 和 逻 辑 电 路 通 过 实 例 验 证 该 方 法 有 效 可 行 ,可 实 现 单 电 控 、双 电 控 或 混 控 的 复 杂 系 统 电
气压传动中的气动逻辑电路
气压传动中的气动逻辑电路气压传动是一种常见的机械传动方式，通过气体来传递力和动能，在工业生产中应用广泛。
而气动逻辑电路则是在气压传动中起到控制和调节作用的重要组成部分。
本文将对气动逻辑电路的原理、应用和优势进行详细介绍。
一、气动逻辑电路的原理气动逻辑电路是利用气体在不同气压下的特性来实现逻辑控制的。
它采用压力信号的传递和控制来实现对执行元件的控制，从而完成特定的运动任务。
在气动逻辑电路中，通过控制单向阀、换向阀等元件的开闭状态以及气源压力的变化，来控制执行元件的运动方式和速度。
二、气动逻辑电路的应用1. 自动化生产线：气动逻辑电路可以应用于自动化生产线中，实现对机械装置的控制和调节。
通过气动逻辑电路，可以实现工件的自动装卸、定位和加工等操作，提高生产线的效率和质量。
2. 气动机械手：气动逻辑电路可以用于控制气动机械手的动作和姿态。
通过气动逻辑电路的准确控制，可以实现气动机械手的抓取、放置和搬运等操作，广泛应用于物流领域和生产线上。
3. 气动控制系统：气动逻辑电路在气动控制系统中起到核心作用。
通过气动逻辑电路的布置和设计，可以实现对气动执行元件的精确控制，如气缸的前进、后退、停止等操作。
三、气动逻辑电路的优势1. 响应速度快：由于气体流动的特性，气动逻辑电路的响应速度非常快，能够迅速实现控制指令的传递和执行。
2. 承载能力大：气动逻辑电路能够通过增加管路和增加气源压力来增强气动系统的承载能力，适用于承受大负载的工作场景。
3. 结构简单：相比于液压系统和电气控制系统，气动逻辑电路的结构相对简单，维修和维护成本较低。
4. 安全可靠：气动逻辑电路采用气体作为传动介质，无电火花和高温等安全隐患，能够保障系统的安全可靠性。
综上所述，气动逻辑电路在气压传动中具有重要地位和应用前景。
通过合理设计和控制，气动逻辑电路能够实现对气动系统的高效控制和动作调节，提高生产效率和产品质量。
随着自动化技术的不断发展和应用，气动逻辑电路在工业生产中的作用将会越来越重要，为生产过程的智能化和现代化提供强大支持。
液压与气动控制系统 学习情景5 双缸顺序动作气动系统的设计与装调
学习参考资料
（2）运动图（位移-步骤图）。
• 工作环节1 明确任务
工作环节1 明确任务
【学习目标】
（1）了解市场大环境，明确任务要求。 （2）准确记录客户需求，分析该生产线工作站的控制要求。
工作环节1 明确任务
【学习过程】
示例：
生产线的物料供料装置示意图如下，其驱动系统为气压系统。 （1）1.0缸先伸出，到位后2.0缸再伸出，2.0缸先缩回，到位后1.0缸再缩回。 （2）1.0缸先伸出，到位后2.0缸再伸出，1.0缸先缩回，到位后2.0缸再缩回。
学习参考资料
4.选择控制元件 （1）确定控制元件的类型及数目。 （2）确定控制方式及安全保护回路。 5.选择气动辅助元件 （1）选择过滤器、油雾器、储气罐、干燥器等的形式及容量。 （2）确定管径、管长、管接头的形式。 （3）验算各种阻力损失，包括沿程阻力损失和局部阻力损失。
学习参考资料
二、多缸控制回路设计
• 工作环节3 计划与决策
工作环节3 计划与决策
【学习目标】
（1）能够根据客户需求划分工作阶段，分配工作任务，制订可行的工作 计划。
（2）能够操作FluidSIM-P仿真软件，独立设计出符合任务功能要求的气动 回路。
（3）能够制定出设备清单。 （4）分析各小组设计的回路，总结出本组最优方案。 （5）能按照相关规范查阅产品手册，并进行气压元件的选型。
学习情景3 手机TP压合装置气动系统的设计与装调
【工作情景描述】
某生产企业承接了一套自动化生产线的设计与装调项目，计划通过气动控制 系统实现速度、位置及顺序控制。请同学们分小组领取该任务，以企业专业人 员的身份与客户进行沟通，分析设备特点及客户要求，利用所学的机械制图、 气动系统控制、安装和调试、常用工具操作、检测操作等知识设计并绘制相应 的控制原理图，利用计算机辅助设计软件进行功能验证、元器件选择、回路的 安装和调试以及控制功能校验，对出现的问题及时修改或完善。按时、保质完 成任务，经质检人员检验后交客户评价及验收。
气压系统三缸同步回路设计(plc控制)要点
(2) 执行装置(元件)：将压力能转换成机械能以驱动工作机构的装置。其形式有作直线运动的液（气）压缸，有作回转运动的液（气）压马达。
(3) 控制调节装置(元件)：它是对系统中的压力、流量或流动方向进行控制或调节的装置，包括各种阀类元件，如溢流阀、节流阀、换向阀、开停阀等。
摘要在工程实践中，多缸同步装置应用非常广泛，本课题研究用PLC编程控制实现多个气缸位移同步，应用霍尔元件信号作为PLC输入量，通过与逻辑实现三气缸位移同步并且消除由多种因素导致的累积误差。
关键词:PLC编程 气缸同步 累积误差消除
第一章
1.1 P
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。20世纪70年代初出现了微处理器。人们将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。20世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入ห้องสมุดไป่ตู้程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。PLC的发展趋势包括向微型化，网络化，开放化方向发展。向系列化，标准化，模块化方向发展。向高速度，大容量，高性能方面发展。向自诊断，容错性，高可靠性方面发展。PLC已经广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。
多气缸顺序动作电气控制回路的简便设计方法
＝
用 一 个 继 电 器 控
制 。 因 此 以 分 成 最
少级为原则 。
２
控 制 回 路 设 计 举 例
图 ２所 示 是 用
寸
图 １ 各 级 数 电气 控 制 基 本 回 路
于 某 专 用 设 备 上 的
图 ２ 气 动机 械 手示 意 图
编 程序控制 器时 ， 梯 图的设计 ， 方 法更加适 合 。 阶 本
１ 分 级 原 则
气缸作为执 行元 件 其伸 出和 缩 回 由换 向 阀控制 ，
串 级 法 主要 步 骤 是 先 将 各 气 缸 顺 序 动 作 分 级 ， 根
若 为 双 向电 磁 铁 控 制 的换 向 阀 ， 避 免 换 向 阀 的 两 端 为 控 制 信 号 同 时 通 电 ， 级 时 必 须 将 其 避 开 ， 证 每 一 气 分 保 压 缸 只在 该 级 中 出 现 一 次 动 作 。 例 如 两 个 气 缸 ， 顺 其 序 动 作 为 Ａ。 。 ｏ ｏ 下 标 为 １表示 气 缸 伸 出 ， 标 为 ０ ＢＢＡ （ 下 表 示 气 缸 缩 回 ） Ａ。 Ａ ， 。与 Ｂ ， 与 ｏＢ ｏ不 能 在 同 一 级 ， 本
所示。
容 易 出错 ， 么 较 繁 琐 。 现 介 绍 一 种 简 便 、 懂 、 靠 要 易 可 的 回路 设 计 方 法一 串 级 法 ， 方 法 提 供 一 方 便 而 有 规 该 则 可 循 的 方 法 ， 以减 低 对 设 计 技 巧 及 经 验 的依 赖 ， 可 即 使 对 于 复 杂 的 动 作 ， 能 很 好 的解 决 。 尤 其 是 采 用 可 也
电 气控 制 回 路 。
关 键 词 ： 制 ； 气 回 路 ； 械 手 控 电 机
6.气动逻辑元件及逻辑控制回路
不为“0”必为“1”，不为“1”必为“0”。 (2)两个以上的条件同时存在时，才出现某一
结果，称为“逻辑乘”或“逻辑与”，可用下
列逻辑函数(或称逻辑表达式)加以表示： S a b S ab 或 如果有两个以上输入的与门组，则其逻辑
表达式为：
S = a • b • c n
气动技术——6.气动逻辑元件及逻辑控制回路(62)
a 0 b 0 S 0
S= a•b
逻辑符号
a b
0
1
0
0
0
s
1
1
1
1
气动技术——6.气动逻辑元件及逻辑控制回路(62)
32
3） 或门元件
或门回路 逻辑函数
真值表
a 0 0 a b b 0 1 0 1 S 0 1 1 1
S= a +b
逻辑符号 s
1 1
气动技术——6.气动逻辑元件及逻辑控制回路(62)
时间一般在十几毫秒左右，比截止式元件稍慢， 是一种多功能元件，可作小功率阀直接使用。
气动技术——6.气动逻辑元件及逻辑控制回路(62)
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1） 是门
“是门”回路 逻辑函数
真值表
S=a
a S 0
逻辑符号
0
1
1
气动技术——6.气动逻辑元件及逻辑控制回路(62)
31
2） 与门
“与门”回路 逻辑函数
真值表
逻辑回路：
气动技术——6.气动逻辑元件及逻辑控制回路(62)
41
6．4
其它逻辑元件
6．4．1 高压膜片式逻辑元件 高压膜片式逻辑元件是由带阀口的气室和
能够摆动的膜片构成。当采用一定手段使膜片
的两侧造成压力差时，即可迫使膜片向某一侧