第八单元 电气动程序控制系统.ppt

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1、液压与气动技术液压与气动技术第八单元第八单元 电气动程序控制系统电气动程序控制系统宋志刚2005620教学内容：教学内容：电气控制的基本知识电气回路图绘图原则基本电气回路（重点）电气动程序回路设计（难点）电气-气动控制系统主要是控制电磁阀的换向，其特点是响应快，动作准确，在气动自动化应用中相当广泛。电气-气动控制回路图包括气动回路和电气回路两部分。气动回路一般指动力部分，电气回路则为控制部分。通常在设计电气回路之前，一定要先设计出气动回路，按照动力系统的要求，选择采用何种形式的电磁阀来控制气动执行件的运动，从而设计电气回路。在设计中气动回路图和电气回路图必须分开绘制。在整个系统设计中，气动回路

2、图按照习惯放置于电气回路图的上方或左侧。本章主要介绍有关电气控制的基本知识及常用电气回路的设计。0.绪论绪论 电电气气控控制制回回路路主主要要由由按按钮钮开开关关、行行程程开开关关、继继电电器器及及其其触触点点、电电磁磁铁铁线线圈圈等等组组成成。通通过过按按钮钮或或行行程程开开关关使使电电磁磁铁铁通通电电或或断断电电，控控制制触触点点接接通通或或断断开开被被控控制制的的主主回回路路，这这种种回回路路也也称称为为继继电电器器控控制制回回路路。电路中的触点有电路中的触点有常开触点和常闭触点常开触点和常闭触点。1、常用电气元件基本符号控制继电器控制继电器 控制继电器是一种当输入量变化到一定值时，电磁

3、铁控制继电器是一种当输入量变化到一定值时，电磁铁线圈通电励磁，吸合或断开触点，接通或断开交、直流小线圈通电励磁，吸合或断开触点，接通或断开交、直流小容量控制电路中的自动化电器。它被广泛应用于电力拖动、容量控制电路中的自动化电器。它被广泛应用于电力拖动、程序控制、自动调节与自动检测系统中。控制继电器种类程序控制、自动调节与自动检测系统中。控制继电器种类繁多，常用的有繁多，常用的有电压继电器、电流继电器、中间继电器、电压继电器、电流继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器、温度继电器时间继电器、热继电器、温度继电器等。在电气等。在电气-气动控制气动控制系统中常用的是系统中常用的是中间继电器和时间继

4、电器中间继电器和时间继电器。图。图13-113-1所示为所示为中间继电器的外形图。中间继电器的外形图。1、常用电气元件基本符号图图13-1中间继电器外形图中间继电器外形图图图13-2中间继电器原理图中间继电器原理图1、常用电气元件基本符号（）（）中间继电器（中间继电器（Relay）中间继电器由一个中间继电器由一个线圈、一个铁芯、衔铁、复位弹簧、一组触线圈、一个铁芯、衔铁、复位弹簧、一组触点及端子组点及端子组成，如图成，如图13-2所示，由线圈产生的磁场来接通或断开所示，由线圈产生的磁场来接通或断开触点。当继电器线圈流过电流时，衔铁就会在电磁吸力的作用下触点。当继电器线圈流过电流时，衔铁就会在电

5、磁吸力的作用下克服弹簧压力，使常闭触点断开，常开触点闭合；当继电器线圈克服弹簧压力，使常闭触点断开，常开触点闭合；当继电器线圈无电流时，电磁力消失，衔铁在返回弹簧的作用下复位，使常闭无电流时，电磁力消失，衔铁在返回弹簧的作用下复位，使常闭触点闭合，常开触点打开，图触点闭合，常开触点打开，图13-3为其线圈及触点符号。为其线圈及触点符号。继继电电器器线线圈圈消消耗耗电电力力很很小小，故故用用很很小小的的电电流流通通过过线线圈圈即即可可使使电电磁磁铁铁激激磁磁，而而其其控控制制的的触触点点，可可通通过过相相当当大大的的电电压压电电流流，此此乃乃所谓继电器触点的容量放大机能。所谓继电器触点的容量放大

6、机能。1、常用电气元件基本符号图图13-3继电器线圈及触点符号继电器线圈及触点符号1、常用电气元件基本符号（2）时间继电器（时间继电器（Timer）时时间间继继电电器器目目前前在在电电气气控控制制回回路路中中应应用用非非常常广广泛泛。它它与与中中间间继继电电器器相相同同之之处处是是由由线线圈圈与与触触点点构构成成，而而不不同同的的是是当当输输入入信信号号时时，电电路路中中的的触点经过一定时间后才闭合或断开。触点经过一定时间后才闭合或断开。按照其输出触点的动作形式分为以下两种（见图按照其输出触点的动作形式分为以下两种（见图13-4）：）：延延时时闭闭合合继继电电器器（Ondelaytimer）：

7、当当继继电电器器线线圈圈流流过过电电流流时时，经经过过预预置置时时间间延延时时，继继电电器器触触点点闭闭合合；当当继继电电器器线线圈圈无无电电流流时时，继继电电器器触点断开。触点断开。延延时时断断开开继继电电器器（Offdelaytmer）：当当继继电电器器线线圈圈流流过过电电流流时时，继继电电器器触触点点闭闭合合；当当继继电电器器线线圈圈无无电电流流时时，经经过过预预置置时时间间延延时时，继继电电器器触触点断开。点断开。1、常用电气元件基本符号（）（）时间继电器（时间继电器（Timer）1、常用电气元件基本符号（）（）时间继电器（时间继电器（Timer）1、常用电气元件基本符号电电气气回回路

8、路图图通通常常以以一一种种层层次次分分明明的的梯梯形形法法表表示示，也也称称梯梯形形图图。它它是是利利用用电电气气元元件件符符号号进进行行顺顺序序控控制制系系统统设设计计的的最最常常用用的的一一种种方方法法。梯梯形形图图表表示示法法可可分分为为水水平平梯梯形形回回路路图图及及垂直梯形回路图两种。垂直梯形回路图两种。如如图图13-5所所示示为为水水平平型型电电路路图图，图图形形上上下下两两平平行行线线代代表表控控制制回回路路图图的电源线，的电源线，称为母线称为母线。2、电气回路图绘图原则梯形图的绘图原则为：梯形图的绘图原则为：1、图形上端为火线，下端为接地线。、图形上端为火线，下端为接地线。2、

9、电路图的构成是由左而右进行。为便于读图，接线上要加上线号。、电路图的构成是由左而右进行。为便于读图，接线上要加上线号。3、控制元件的连接线，接于电源母线之间，且应力求直线。、控制元件的连接线，接于电源母线之间，且应力求直线。4、连接线与实际的元件配置无关，其由上而下，依照动作的顺序来决定。、连接线与实际的元件配置无关，其由上而下，依照动作的顺序来决定。5、连接线所连接的元件均以电气符号表示，且均为未操作时的状态。、连接线所连接的元件均以电气符号表示，且均为未操作时的状态。6、在在连连接接线线上上，所所有有的的开开关关、继继电电器器等等的的触触点点位位置置由由水水平平电电路路的的上上侧侧的的电源

10、母线开始连接。电源母线开始连接。7、一一个个梯梯形形图图网网络络有有多多个个梯梯级级组组成成，每每个个输输出出元元素素（继继电电器器线线圈圈等等）可可构成一个梯级。构成一个梯级。8、在在连连接接线线上上，各各种种负负载载、如如继继电电器器、电电磁磁线线圈圈、指指示示灯灯等等的的位位置置通通常常是输出元素，要放在在水平电路的下侧。是输出元素，要放在在水平电路的下侧。9 9、在以上的各元件的电气符号旁注上文字符号。、在以上的各元件的电气符号旁注上文字符号。2、电气回路图绘图原则1是门电路（是门电路（YES）是门电路是一种简单的通断电是门电路是一种简单的通断电路，能实现是门逻辑电路。图路，能实现是门

11、逻辑电路。图13-6为是门电路，按下按钮为是门电路，按下按钮PB，电路电路1导通，继电器线圈导通，继电器线圈K励磁，其常开励磁，其常开触点闭合，电路触点闭合，电路2导通，指示灯亮。导通，指示灯亮。若放开按钮，则指示灯熄灭。若放开按钮，则指示灯熄灭。3、基本电气回路2或门电路或门电路（OR）如如图图13-7所所示示的的或或门门电电路路也也称称为为并并联联电电路路。只只要要按按下下三三个个手手动动按按钮钮中中的的任任何何一一个个开开关关使使其其闭闭合合，就就能能使使继继电电器器线线圈圈K通通电电。例例如如要要求求在在一一条条自自动动生生产产线线上上的的多多个个操操作作点点可可以以进进行行作作业业。

12、或或门门电电路路的的逻逻辑辑方方程为程为S=a+b+c。3、基本电气回路3与门电路（与门电路（AND）如如图图13-8所所示示的的与与门门电电路路也也称称为为串串联联电电路路。只只有有将将按按钮钮a、b、c同同时时按按下下，则则电电流流通通过过继继电电器器线线圈圈K。例例如如一一台台设设备备为为防防止止误误操操作作，保保证证安安全全生生产产，安安装装了了两两个个启启动动按按钮钮，只只有有操操作作者者将将两两个个气气动动按按钮钮同同时时按按下下时时，设设备备才才能能开开始始运运行行。与门电路的逻辑方程为与门电路的逻辑方程为S=a.b.c3、基本电气回路4自保持电路自保持电路自自保保持持电电路路又

13、又称称为为记记忆忆电电路路，在在各各种种液液、气气压压装装置置的的控控制制电电路路中中很很常常用用，尤尤其其是是使使用用单单电电控控电电磁磁换换向向阀阀控控制制液液、气气压压缸缸的的运运动动时时，需需要要自自保保持持回回路路。3、基本电气回路5互锁电路互锁电路 互互锁锁电电路路用用于于防防止止错错误误动动作作的的发发生生，以以保保护护设设备备、人人员员安安全全。如如电电机机的的正正转转与与反反转转，气气缸缸的的伸伸出出与与缩缩回回，为为防防止止同同时时输输入入相相互互矛矛盾盾的的动动作作信信号号，使使电电路路短短路路或或线线圈圈烧烧坏坏，控控制制电电路路应应加加互互锁锁功功能能。如如图图13-

14、10所所示示，按按下下按按钮钮PB1，继继电电器器线线圈圈K1得得电电，第第2条条线线上上的的触触点点K1闭闭合合，继继电电器器K1形形成成自自保保，第第3条条线线上上K1的的常常闭闭触触点点断断开开，此此时时若若再再按按下下按按钮钮PB2，继继电电器器线线圈圈K2一一定定不不会会得得电电。同同理理，若若先先按按按按钮钮PB2，继继电电器器线线圈圈K2得电，继电器线圈得电，继电器线圈K1也一定不会得电。也一定不会得电。3、基本电气回路6延时电路延时电路随着自动化设备的功能和工序越来越复杂，各工序之间需要按一定的时间紧密巧妙地配合，要求各工序时间可在一定时间内调节，这需要利用延时电路来加以实现。

15、延时控制分为两种，即延时闭合和延时断开。如图13-11a为延时闭合电路，当按下开关PB后，延时继电器T开始计时，经过设定的时间后，时间继电器触点闭合，电灯点亮。放开PB后，继电器T立即断开，电灯熄灭。图13-11b为延时断开电路，当按下开关PB后，时间继电器T的触点也同时接通，电灯点亮，当放开PB后，延时断开继电器开始计时，到规定时间后，时间继电器触点T才断开，电灯熄灭。3、基本电气回路（a）延时闭合延时闭合（b）延时断开延时断开图图13-11延时电路延时电路3、基本电气回路在设计电气在设计电气气动程序控制系统时，应将电气控制回路气动程序控制系统时，应将电气控制回路和气动动力回路分开画，两个图

16、上的文字符号应一致，以和气动动力回路分开画，两个图上的文字符号应一致，以便对照。便对照。电气控制回路的设计方法有多种，本章主要介绍电气控制回路的设计方法有多种，本章主要介绍直觉直觉法和串级法法和串级法。4、电气气动程序回路设计1用直觉法（经验法）设计电气回路图用直觉法（经验法）设计电气回路图用用直直觉觉法法设设计计电电气气回回路路图图即即是是应应用用气气动动的的基基本本控控制制方方法法和和自自身身的的经经验验来来设设计计。是是用用此此方方法法设设计计控控制制电电路路的的优优点点是是：适适用用于于较较简简单单的的回回路路设计设计，可凭藉设计者本身的积累经验，快速的设计出控制回路。，可凭藉设计者本

17、身的积累经验，快速的设计出控制回路。但但此此方方法法的的缺缺点点是是：设设计计方方法法较较主主观观，对对于于较较复复杂杂的的控控制制回回路路不不宜宜设设计计。在在设设计计电电气气回回路路图图之之前前，必必须须首首先先设设计计好好气气动动动动力力回回路路，确确定定与与电电气气回回路路图图有有关关的的主主要要技技术术参参数数。在在气气动动自自动动化化系系统统中中常常用用的的主主控控阀阀有有单单电电控控两两位位三三通通换换向向阀阀、单单电电控控两两位位五五通通换换向向阀阀、双双电电控控两两位位五五通换向阀、双电控三位五通换向阀通换向阀、双电控三位五通换向阀四种。四种。4、电气气动程序回路设计用直觉法

18、设计控制电路，必须从以下几方面考虑：（1）分清电磁换向阀的结构差异。（2）注意动作模式。（3）对行程开关（或按钮开关）是常开触点还是常闭触点的判别。4、电气气动程序回路设计（1）用两位五通单电控电磁换向阀控制单气缸运动例13-1单气缸自动单往复回路：利用手动按钮控制单电控两位五通电磁阀来操纵单气缸实现单个循环。动力回路如图13-12（a），动作流程如下方框图表示，依照设计步骤完成13-12（b）所示电气回路图。4、电气气动程序回路设计活塞杆压下a1使线圈断电活塞杆前进且持续使电磁阀线圈通电启动按钮活塞杆退回原位12345（1）用两位五通单电控电磁换向阀控制单气缸运动例13-1单气缸自动单往复回

19、路：利用手动按钮控制单电控两位五通电磁阀来操纵单气缸实现单个循环。动力回路如图13-12（a），动作流程如下方框图表示，依照设计步骤完成13-12（b）所示电气回路图。4、电气气动程序回路设计设计步骤a将启动按钮PB1及继电器K置于1号线上，继电器的常开触点K及电磁阀线圈YA置于3号线上。这样当PB1一按下，电磁阀线圈YA通电，电磁阀换向，活塞前进，完成方框1，2的要求。如图13-12（b）的1和3号线。b由于PB1为一点动按钮，手一放开，电磁阀线圈YA就会断电，则活塞后退。为使活塞保持前进状态，必须将继电器K所控制的常开触点接于2号线上，形成一自保电路，完成方框3的要求。如图13-12（b）

20、的2号线。c将行程开关a1的常闭触点接于1号线上，当活塞杆压下a1，切断自保电路，电磁阀线圈YA断电，电磁阀复位，活塞退回，完成方框5的要求。图13-12（b）中的PB2为停止按钮。动作说明a将启动按钮PB1按下，继电器线圈K通电，控制2和3号线上所控制得常开触点闭合，继电器K自保，同时3号线接通，电磁阀线圈YA通电，活塞前进。活塞杆压下行程开关a1，切断自保电路，1和2号线断路，继电器线圈K断电，K所控制的触点恢复原位。同时3号线断路，电磁阀线圈YA断电，活塞后退。4、电气气动程序回路设计例例13-2单气缸自动连续往复回路单气缸自动连续往复回路动力回路如图动力回路如图13-13（a），），动

21、作流程如下方框图表示。依照设计动作流程如下方框图表示。依照设计步骤完成步骤完成13-13（b）所示电气回路图。所示电气回路图。4、电气气动程序回路设计活塞杆压下a1使线圈断电活塞杆前进且持续使电磁阀线圈通电启动按钮活塞杆退回压下a012345例例13-2单气缸自动连续往复回路单气缸自动连续往复回路动力回路如图动力回路如图13-13（a），），动作流程如下方框图表示。动作流程如下方框图表示。依照设计步骤完成依照设计步骤完成13-13（b）所示电气回路图。所示电气回路图。4、电气气动程序回路设计设计步骤设计步骤a将启动按钮PB1及继电器K1置于1号线上，继电器的常开触点K1置于2号线上并与PB1并

22、联和1号线形成一自保电路。在火线上加一继电器K1的常开触点。这样当PB1一按下，继电器K1线圈所控制的常开触点K1闭合，3、4和5号线上才接通电源。b为得到下一次循环的开始，必须多加一个行程开关，使活塞杆退回压到a0再次使电磁阀通电。为完成这一功能，a0以常开触点形式接于3号线上，系统在未起动之前活塞杆压在a0上，故a0的起始位置是接通的。c.由图13-12b稍加修改，即可得到电气回路图13-13（b）。4、电气气动程序回路设计动作说明动作说明a启动按钮PB1按下，继电器线圈K1通电，2号线和火线上的K1所控制得常开触点闭合，继电器K1形成自保。b3号线接通，继电器K2通电，4和5号线上的继电

23、器K2的常开触点闭合，继电器K2形成自保。c5号线接通，电磁阀线圈YA通电，活塞前进。d当活塞杆压下a1时，继电器线圈K2断电，K2所控制的常开触点恢复原位，继电器K2的自保电路断开，4和5号线断路，电磁阀线圈YA断电，活塞后退。e活塞退回压下a0时，继电器线圈K2又通电，电路动作由b开始。f如按下PB2，则继电器线圈K1和K2断电，活塞后退。PB2为急停或后退按钮。4、电气气动程序回路设计例例13-3单气缸延时单往复运动回路单气缸延时单往复运动回路 动动力力回回路路如如图图13-14（a），位位移移步步骤骤图图如如图图13-14（b），动动作作流流程程如如下下方方框框图图表表示示，依依照照设

24、设计计步步骤骤完完成成13-14（c）所所示电气回路图。示电气回路图。4、电气气动程序回路设计例例13-3单气缸延时单往复运动回路单气缸延时单往复运动回路 动动力力回回路路如如图图13-14（a），位位移移步步骤骤图图如如图图13-14（b），动动作作流流程程如如下下方方框框图图表表示示，依依照照设设计计步步骤骤完完成成13-14（c）所示电气回路图。所示电气回路图。4、电气气动程序回路设计设计步骤a将启动按钮PB1及继电器K置于1号线上，继电器的常开触点K及电磁阀线圈YA置于4号线上，这样当PB1一按下，电磁阀线圈通电，完成方框1和2的要求。b当PB1松开，电磁阀线圈YA断电，活塞后退。为使

25、活塞保持前进，必须将继电器K的常开触点接于2号线上，且和PB1并联，和1号线构成一自保电路，从而完成方框3的要求。c将行程开关a1的常开触点和定时器线圈T连接于3号线上。当活塞杆前进压下a1时，定时器动作，计时开始，如此完成方框4的要求。d定时器T的常闭触点接于1号线上。当定时器动作，计时终止，定时器的触点T断开，电磁阀线圈YA断电，活塞后退，从而完成方框5、6和7的要求。如图13-14（c）所示。4、电气气动程序回路设计动作说明a按下按钮PB1，继电器线圈K通电，2和4号线上K所控制的常开触点闭合，继电器K形成自保。且4号通路，电磁铁线圈YA通电，活塞前进。b活塞杆压下a1，定时器动作，经过

26、设定时间T，定时器所控制的常闭触点断开，继电器K断电，继电器所控制的触点复位。c.4号线开路，电磁铁线圈YA断电，活塞后退。d.活塞杆一离开a1，定时器线圈T断电，其所控制的常闭触点复位。4、电气气动程序回路设计总结：用两位五通双电控电磁换向阀控制单气缸运动 由上所述，使用单电控电磁阀控制气缸运动，由于电磁阀的特性，控制电路上必须有自保电路。而两位五通双电控电磁阀有记忆功能，且阀芯的切换只要一个脉冲信号即可，控制电路上不必考虑自保，电气回路的设计简单。4、电气气动程序回路设计例例13-4单气缸自动单往复回路单气缸自动单往复回路 利用手动按钮使气缸前进，到达预定位置自动后退。利用手动按钮使气缸前

27、进，到达预定位置自动后退。动力回路如图动力回路如图13-15a，动作流程如下方框图表示，依照动作流程如下方框图表示，依照设计步骤完成设计步骤完成13-15b所示电气回路图。所示电气回路图。4、电气气动程序回路设计例例13-4单气缸自动单往复回路单气缸自动单往复回路 利用手动按钮使气缸前进，到达预定位置自动后退。利用手动按钮使气缸前进，到达预定位置自动后退。动力回路如图动力回路如图13-15a，动作流程如下方框图表示，依照动作流程如下方框图表示，依照设计步骤完成设计步骤完成13-15b所示电气回路图。所示电气回路图。4、电气气动程序回路设计例例13-4单气缸自动单往复回路单气缸自动单往复回路设计

28、步骤设计步骤a将启动按钮将启动按钮PB1和电磁阀线圈和电磁阀线圈YA1置于置于1号线上。当号线上。当PB1一按下立即放一按下立即放开，线圈开，线圈YA1通电，电磁阀换项，活塞前进，达到方框通电，电磁阀换项，活塞前进，达到方框1、2和和3的要求。的要求。将行程开关将行程开关a1以常开触点的形式和线圈以常开触点的形式和线圈YA0置于置于2号线上。当活塞前号线上。当活塞前进压下进压下a1时，时，YA0通电，电磁阀复位，活塞后退，完成方框和通电，电磁阀复位，活塞后退，完成方框和5的要求。的要求。电路如图电路如图13-15（b）所示。所示。4、电气气动程序回路设计例例13-5单气缸自动连续往复回路单气缸

29、自动连续往复回路4、电气气动程序回路设计例例13-5单气缸自动连续往复回路单气缸自动连续往复回路4、电气气动程序回路设计例例13-5单气缸自动连续往复回路单气缸自动连续往复回路设计步骤a将启动按钮PB1和继电器线圈K置于1号线上，K所控制的常开触点接与2号线上。当按下PB1后立即放开，2号线上K的常开触点闭合，继电器K自保，则3和4号线有电。b电磁铁线圈YA1置于3号线上。当按下PB1，线圈YA1通电，电磁阀换项，活塞前进，完成方框1、2和3的要求。c行程开关a1以常开触点的形式和电磁铁线圈YA0接于4号线上。当活塞杆前进压下a1时，线圈YA0通电，电磁阀复位，气缸活塞后退，完成方框4的要求。

30、d为得到下一次循环，必须加一个起始行程开关a0，使活塞杆后退，压下a0时，将信号传给线圈YA1，使YA1再通电。为完成此项工作，a0以常开触电的形式接与3号线上。系统在未启动之前，活塞在起始点位置，a0被活塞杆压住，故其起始状态为接通状态。PB2为停止按钮。电路如图13-16（b）所示。4、电气气动程序回路设计例例13-5单气缸自动连续往复回路单气缸自动连续往复回路4、电气气动程序回路设计例例13-5单气缸自动连续往复回路单气缸自动连续往复回路动作说明a按下PB1，继电器线圈K通电，2号线上的继电器常开触点闭合，继电器K形成自保，且3号线接通，电磁铁线圈YA1通电，活塞前进。b当活塞杆一离开a

31、0，电磁铁线圈YA1通电即断电。c当活塞杆前进压下a1时，4号线接通，电磁铁线圈YA0通电，活塞退回。当活塞杆后退压下a0时，3号线又接通，电磁铁线圈YA1再次通电，第二个循环开始。图13-16（b）所示电路图的缺点是：当活塞前进时，按下停止按钮PB2，活塞杆前进且压在形成开关a1上，活塞无法退回起始位置。为使按下停止按钮PB2，无论活塞处于前进还是后退状态，均能使活塞马上退回起始位置。将按钮开关PB2换成按钮转换开关，其电路图如图13-17所示。4、电气气动程序回路设计2.用串级法设计电气回路图以上用经验法设计电气回路图，对于复杂的电路容易出错。本节介绍串级法设计电气回路，其大原则与前述设计

32、纯气动控制回路相类似。用串级法设计电气回路并不能保证使用最少的继电器，但却能提供一种方便而有规则可依的方法。根据此法设计的回路易懂，可不必借助位移步骤图来分析其动作，可减少对设计技巧和经验的依赖。用串级法既适用于双电控电磁阀也适用于单电控电磁阀控制的电气回路。4、电气气动程序回路设计用串级法设计电气回路的基本步骤如下：画出气动动力回路图，按照程序要求确定行程开关位置，并确定使用双电控电磁阀或单电控电磁阀。按照气缸动作的顺序分组。根据各气缸动作的位置，决定其行程开关。根据第步骤画出电气回路图。加入各种控制继电器和开关等辅助元件。4、电气气动程序回路设计（）使用双电控电磁阀的电气回路图设计如前所述

33、的气路设计串级法，气缸的动作顺序经分组后，在任意时间，只有其中某一组在动作状态中，如此可避免双电控电磁阀因误动作而导致通电，其详细设计步骤如下：写出气缸的动作顺序并分组，分组的原则使每个气缸的动作在每组中仅出现一次，即同一组中气缸的英文字母代号不得重复出现。每一组用一个继电器控制其动作，且在任意时间，仅其中一组继电器处于动作状态中。第一组继电器由启动开关串联最后一个动作所触动的行程开关的常开触点控制，并形成自保。各组的输出动作按照各气缸的运动位置及所触动的行程开关确定，并按顺序完成回路设计。第二组和后续各组继电器由前一组气缸最后触动的行程开关的常开触点串联前一组继电器的常开触点控制，并形成自保

34、。由此可避免行程开关被触动一次以上而产生错误的顺序动作，或是不按正常顺序触动行程开关造成的影响。每一组继电器的自保回路由下一组继电器的常闭触点切断，但最后一组继电器除外。最后一组继电器的自保回路是由最后一个动作完成时所触动的形成开关的常闭触点切断。如有动作两次以上的电磁铁线圈，必须在其动作回路上串联该动作所属组别的继电器的常开触点，以避免逆向电流造成不正确的继电器或电磁线圈被激磁。通常如将动作顺序分成两组，只需用一个继电器，（一组用继电器常开触点，一组用继电器常闭触点）；如将动作顺序分成3组以上，则每一组用一个继电器控制，在任意时间，只有一个继电器通电。4、电气气动程序回路设计 例例13-6A

35、、B两缸的动作顺序两缸的动作顺序为为A+B+B-A-，两缸的位两缸的位移移步骤图如图步骤图如图13-18（a），），其动力回路如图其动力回路如图13-18（b），），试设计其电气回路图。试设计其电气回路图。4、电气气动程序回路设计设计步骤设计步骤a.a.将两缸的动作按顺序分组，如图将两缸的动作按顺序分组，如图13-18（c）。）。4、电气气动程序回路设计设计步骤设计步骤b由于动作顺序只分成两组，故只用1个继电器控制即可。第1组由继电器常开触点控制，第2组由继电器常闭触点控制。c首先建立启动回路。将启动按钮PB1和继电器线圈K1置于1号线上，继电器K1的常开触点置于2号线上且和启动按钮并联。这样

36、，当按下启动按钮PB1，继电器线圈K1通电并自保。d第1组的第一个动作为A缸伸出，故将K1的常开触点和电磁线圈YA1串联于3号线上。这样，当K1通电，A缸即伸出。电路如图13-19（a）所示。4、电气气动程序回路设计设计步骤设计步骤e当A缸前进压下行程开关a1时，发信号使B缸伸出，故将a1的常开触点和电磁线圈YB1串联于4号线上且和电磁线圈YA1并联。电路如图13-19（b）所示。f当B缸伸出压下行程开关b1，产生换组动作（由1换到2），即线圈K1断电，故必须将b1的常闭触点接于1号线上。4、电气气动程序回路设计设计步骤设计步骤g第2组的第一个动作为B-，故将K1的常闭触点和电磁线圈YB0串联

37、于5号线上。电路如图13-19（c）所示。h当B缸缩回压下行程开关b0时，使A缸缩回，故将b0的常开触点和电磁线圈YA0串联且和电磁线圈YB0并联。4、电气气动程序回路设计设计步骤设计步骤i将行程开关a0的常开触点接于5号线上，目的是防止在未按下启动按钮PB1前，电磁线圈YA0和YB0通电。j完成电路如图13-19（d）所示。4、电气气动程序回路设计动作说明a按下启动按钮，继电器K1通电，2和3号线上K1所控制的常开触点闭合，5号线上的常闭触点断开，继电器K1形成自保。b此时，3号线通路，5号线断路。电磁线圈YA1通电，A缸前进。A缸伸出压下行程开关a1，a1闭合，4号线通路，电磁线圈YB1通

38、电，B缸前进。cB缸前进压下行程开关b1，b1断开，电磁线圈K1断电，K1控制的触点复位，继电器K1的自保消失，3号线断路，5号线通路。此时电磁线圈YB0通电，B缸缩回。dB缸缩回压下行程开关b0，b0点闭合，6号线通路，电磁线圈YA0通电，A缸缩回。eA缸后退压下a0，a0断开。由以上动作可知，采用串级法设计控制电路可防止电磁线圈YA1和YA0及YB1和YB0同时通电的事故发生。4、电气气动程序回路设计例13-7A、B两缸的位移步骤图如图13-20（a）所示，其动力回路如图13-18（b），试设计其电气回路图。4、电气气动程序回路设计设计步骤a将两缸的动作按顺序分组，如图13-20（b）所示

39、。b动作顺序分成三组。第1组由继电器K1控制，第2组由继电器K2控制，第3组由继电器K3控制。c首先建立启动回路。将启动按钮PB1，行程开关b0的常开触点和继电器线圈K1置于1号线上，K1的常开触点置于2号线上和PB1及b0并联。4、电气气动程序回路设计d.K1的常开触点及电磁线圈YA1串联于3号线上。这样，当启动按钮PB1按下，继电器K1自保，A缸伸出，电路如图10-21（a）所示。4、电气气动程序回路设计e.当A缸伸出压下行程开关a1要产生换组动作（由1组换到2组），即使继电器线圈K2通电，同时使继电器线圈K1断电。要完成此功能，将K1的常开触点、行程开关a1和继电器线圈K2串联于4号线上

40、。继电器K2的常开触点接于5号线上且和继电器K1的常开触点及a1并联，同时将K2的常闭触点串联到2号线上。这样，当A缸伸出压下a1，继电器线圈K2通电形成自保。2号线上K2的常闭触电断开，继电器线圈K1断电。电路如图13-21（b）所示。4、电气气动程序回路设计f继电器K2的常开触点及电磁线圈YA0串联于6号线上，当K2通电，则A缸缩回。g当A缸缩回压下行程开关a0时，导致B缸伸出，故将a0的常开触点及电磁线圈YB1置于7号线上。h当B缸伸出压下行程开关b1导致定时器动作，产生时间延时，故将b1的常开触点和定时器线圈T置于8号线上，电路如图13-21（c）所示。4、电气气动程序回路设计i当定时

41、器设定时间到，产生换组动作（由2组换到3组），使继电器线圈K3通电，同时使继电器线圈K2断电。要完成此项功能，将继电器K2的常开触点、定时器T的常开触点及继电器K3线圈置于9号线上，同时将继电器K3的常闭触点串联在5号线上。这样，当定时器时间终了，定时器的常开触点闭合，继电器线圈K3通电，5号线上的K3的常闭触点分离，继电器线圈K2断电。j将电磁线圈YB0置于10号线上与继电器线圈K3并联。当K3通电，电磁线圈YB0激磁，气缸B缩回。k完成电路如图13-21（d）所示。4、电气气动程序回路设计动作说明a按下启动按钮，1号线通路，继电器线圈K1通电，2、3和4号线上K1所控制的常开触点闭合，继电

42、器K1自保。b由于此时3号线通路，因此电磁线圈YA1通电，A缸伸出。cA缸伸出压下行程开关a1，4号线通路，继电器线圈K2通电，则5、6和9号线上所控制的常开触点闭合，2号线上继电器K2的常闭触点分离，并使1和2号线上所形成的自保电路消失，线圈K1断电，动作由第1组换到第2组。d6号线通路，电磁线圈YA0通电，A缸缩回。4、电气气动程序回路设计动作说明eA缸缩回压下行程开关a0，电磁线圈YB1通电，B缸伸出。fB缸伸出压下b1时，定时器线圈T通电，开始计时。g设定时间到，定时器线圈所控制的常开触点闭合，9号线通路，继电器线圈K3通电，5号线上K1的常闭触点分离，4和5号线上所形成的自保电路消失

43、，继电器线圈K2断电，动作由第2组换到第3组。h 继电器线圈K3通电，同时电磁线圈YB0通电，B缸缩回。4、电气气动程序回路设计动作说明由以上动作说明可知，在任一时间只有一个继电器线圈通电，其余断电，则电磁线圈YA1和YA0及YB1和YB0不会出现同时通电的情况。如果要求的控制条件如下：a单循环(可选择)b连续循环c按下急停按钮，A、B两缸退回原始位置则电气回路图改为图13-22，图中PB1为单循环按钮，SE为选择开关，EM为急停按钮。EME为复位按钮。4、电气气动程序回路设计（2）使用单电控电磁阀的电气回路图设计使用单电控电磁阀设计单电控电气回路，是让电磁线圈通电而使方向控制阀换向，使气缸活

44、塞杆伸出。要使气缸缩回，则使电磁阀断电，电磁阀复位即可达到。如前所述，在串级法中，当新的一组动作时，前一组的所有主阀断电。因此，对于输出动作延续到后续各组再动作，必须在后续各组中再次被激磁。单电控电磁阀的控制回路在设计步骤上与双电控电磁阀的控制回路相同，但通常将控制继电器线圈集中在回路左方，而控制输出电磁阀线圈放在回路右方。4、电气气动程序回路设计例例13-8A、B两缸的位移两缸的位移步骤图如图步骤图如图13-23（a）所所示，其动力回路如图示，其动力回路如图13-23（b），），试设计其电气回路图。试设计其电气回路图。4、电气气动程序回路设计设计步骤设计步骤a写出气缸的顺序动作并按串级法分组

45、。确定每个动作所触动的行程开关。为表示电磁线圈的动作延续到后续各组中，于动作顺序下方画出水平箭头来说明线圈的输出动作必须维持至该点。如图13-23（c）所示，电磁线圈YB1通电必须维持到A缸后退行程完成，当A缸后退压下a0时，线圈YB1断点，B缸自动后退。4、电气气动程序回路设计设计步骤设计步骤b动作分为两组由两个继电器分别掌管。将启动按钮PB1、行程开关b0及继电器线圈K1置于1号线上。K1的常开触点置于2号线上且和PB1和b0并联。将K1的常开触点和电磁线圈YA1串联于5号线上。这样当按下PB1，电磁线圈YA1通电，继电器K1形成自保。电路如图13-24（a）所示。4、电气气动程序回路设计

46、设计步骤设计步骤cA缸伸出压下行程开关a1而导致B缸伸出。因此，将继电器K1的常开触点、行程开关a1和电磁线圈YB1串联于6号线上。这样，当A缸伸出压下a1，电磁线圈YB1通电，B缸伸出。电路如图13-24（b）所示。4、电气气动程序回路设计设计步骤设计步骤d.B缸伸出压下行程开关b1要产生换组动作（由1换到2）。将继电器K1的常开触点、行程开关b1及继电器线圈K2串联于3号线上，继电器线圈K2的常开触点接于4号线上且和常开触点K1和行程开关b1并联。这样，当B缸伸出压下行程开关b1时，继电器线圈K2通电，且形成自保，同时1号线上的继电器线圈K2的常闭触点分离，继电器线圈K1断电，顺序动作进入

47、第2组。电路如图所示。4、电气气动程序回路设计设计步骤设计步骤e由于继电器K1断电，则5号线断路，A缸缩回。为防止动作进入第2组时B缸与A缸同时缩回，必须于7号线上加上继电器K2的常开触点以延续电磁线圈YB1通电。fA缸缩回压下行程开关a0导致B缸缩回。因此将行程开关a0的常闭触点串联于3号线上。这样当A缸退回压下a0，则继电器线圈K2断电，B缸缩回。g完成电路如图13-24（d）所示。4、电气气动程序回路设计动作说明a按下启动按钮PB1，1号线通路，继电器线圈K1通电，1、2、3、5及6号线上所控制的常开触点闭合，继电器线圈K1形成自保。b此时5号线通路，电磁线圈YA1通电，A缸伸出。cA缸

48、伸出压下a1，6号线通路，电磁线圈YB1通电，B缸前进。dB缸前进压下b1，3号线通路，继电器线圈K2通电，4和7号线上K2的常开触点闭合，1号线上K2的常闭触点分离，动作进入第2组。e因继电器线圈K1断电，K1所控制的触点复位，故5号线断电，电磁线圈YA1断电，A缸缩回。f.当A缸缩回压下a0，切断3和4号线所形成的自保电路。故继电器线圈K2断电，K2所控制的触点复位。7号线断路，电磁线圈YB1断电，B缸缩回。4、电气气动程序回路设计电气控制的基本知识电气回路图绘图原则基本电气回路电气气动程序回路设计气动程序控制回路总结1)时间继电器按照其输出触点动作形式不同，可分为哪两种？试画出其符号及时序图。2)简述中间继电器的工作原理。3)简述电气回路图的画图原则。4)何谓自保电路？5)何谓互锁电路？6)气动回路图如图13-12（a）所示，试设计一电气回路图能控制图中所示气缸实现单一循环和连续往复循环动作。7)试用串级法设计控制以下动作顺序（单一循环）的电气回路，气缸的主控阀分别为两位五通单电控电磁阀和两位五通双电控电磁阀。1）A-B-B+A+2)A+A-B+A+A-B-3）A+B+A-B-4）A+B+C+C-B-A-5）A+B+B-C+A-C-6）A+A-B+B-C+C-7）A+B+C+C-B-A-思考题与习题Take a Break