测控电路第9章逻辑与数字控制电路

测控电路12020/2/1110.逻辑与数字控制电路继电控制电路可编程逻辑组件数控机床控制电路主要用于机床的起动、停止等基本操作和安全保护上，具有操作方便、安全可靠的特点。10.1继电控制电路测控电路32020/2/11三相异步电机控制电路10.1继电控制电路L1L2L3KM1-1。FU2SB1SB2SW手动自动KM1-2KM1KA1-1FU1FR1FR1-1QSM3~三相交流电源三相交流电机闸刀开关起动按钮停止按钮热继电器继电器继电器主触点继电器自锁触点熔断器熔断器热继电器触点受外部继电器控制触点转换开关主回路控制回路（一）工作原理测控电路42020/2/11(1)开关转换到新位置后保持在该位置，状态易于识别。工作安全可靠。允许的工作电压、电流大，按额定值选用。主回路工作电压、电流大，采用闸刀开关；控制回路采用转换开关，允许的工作电压、电流大小些，操作轻便。x刀y掷:表示同时可以接通x条通路，可以切换到y个工作位置。操作不方便。10.1继电控制电路三相异步电机控制电路（二）主要功能器件测控电路52020/2/1110.1继电控制电路三相异步电机控制电路(2)按钮按下按钮后在弹簧作用下回到原位置。按钮回复原位后靠继电器保持所需工作状态。操作方便，但不如开关工作安全可靠，状态也不明显。允许的工作电压、电流有额定值。比闸刀开关小。（二）主要功能器件测控电路62020/2/1110.1继电控制电路三相异步电机控制电路(2)按钮(2)按钮可以包含多组常开和常闭触点，起动按钮多利用常开触点，停止按钮多利用常闭触点。停止按钮易于看到，易于触及。可以有多个，甚至一片。（二）主要功能器件常闭触点常开触点弹簧测控电路72020/2/1110.1继电控制电路三相异步电机控制电路(3)继电器将电路的通断控制向下传的器件。继电器在结构上为电磁铁加触点，是电磁铁控制的开关。具有功率放大作用，线圈中通过电流小、加到线圈上的电压也小，触点允许的电流、电压大。触点导通电阻小、切断电阻大。（二）主要功能器件测控电路82020/2/1110.1继电控制电路三相异步电机控制电路（二）主要功能器件13常闭触点12常开触点4铁心5线圈6线圈引线7弹簧8铁軛12345678(3)继电器测控电路92020/2/1110.1继电控制电路三相异步电机控制电路(3)继电器继电器由触点，线圈与磁路系统及反作用弹簧等组成。当在线圈中通入一定数值的电流或施加一定的电压时，可使可动衔铁吸合，因而带动附属机构使活动触点与一固定触点接通，与另一固定触点断开。利用触点的这种闭合或打开，就可以对电路进行通断控制。继电器具有以一控多功能。KM1-1表示KM1的第一对触点。通过自锁触点实现记忆保持功能。（二）主要功能器件L1L2L3KM1-1FU2SB1SB2SW手动自动KM1-2KM1KA1-1FU1FR1FR1-1QSM3~三相交流电源三相交流电机闸刀开关起动按钮停止按钮热继电器继电器继电器主触点继电器自锁触点熔断器熔断器热继电器触点受外部继电器控制触点转换开关主回路控制回路10.1继电控制电路三相异步电机控制电路(3)继电器（二）主要功能器件10.1继电控制电路三相异步电机控制电路继电器是控制和保护线路中广泛应用的一种自动控制电器。其工作原理是在输入一定的物理量（例如电流、电压、转速、时间、温度等）的作用下，自动接通或者断开触点，完成电路同、断功能。常用的继电器分为：电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器等。(3)继电器（二）主要功能器件当工作器械在长期的小范围（相对与熔断器而言）超载，热继电器内的热敏元件（如双金属片）工件，热继电器动作，切断控制回路，对进行器械起保护作用。用作保护用的继电器常需要人工干预，才能回到正常状态。10.1继电控制电路三相异步电机控制电路(3)继电器（二）主要功能器件测控电路132020/2/11三相异步电机控制电路(4)熔断器熔断器俗称保险丝，由易熔金属指成，当工作器械出现显著超载时，立即切断电路。需要更换熔断器工作器械才能继续工作，这样做有利于保障安全。熔断器的选择要保证工作器械的安全。（二）主要功能器件10.1继电控制电路测控电路142020/2/11(三)自动控制模式由计算机软件或外部信号控制动作10.1继电控制电路三相异步电机控制电路UiKD1KA13相保护二极管/50Hz/380VA1B1C1+5VKD1-1KA1UiKA1-1A2B2C2VDKD1RVL1L2L3KM1-1FU2SB1SB2SW手动自动KM1-2KM1KA1-1FU1FR1FR1-1QSM3~三相交流电源三相交流电机闸刀开关起动按钮停止按钮热继电器继电器继电器主触点继电器自锁触点熔断器熔断器热继电器触点受外部继电器控制触点转换开关主回路控制回路10.1继电控制电路三相异步电机控制电路一般的逻辑器件，如门电路都是不可编程的，或称定制式器件，即它的功能是固定的，连接的输入、输出都通过硬件连接是固定的。PLD与定制器件的主要区别是可编程性，其逻辑功能可由用户通过软件编程构造或设置。使设计灵活，研制周期缩短，空间尺寸减小，降低故障率。10.2可编程逻辑组件10.2.1可编程逻辑器件(PLD)测控电路172020/2/1110.2.1可编程逻辑器件(PLD)10.2可编程逻辑组件PLD的输入信号A通过缓冲器，以其互补信号输至阵列电路。连线交叉处，实心点表示固定连接，“”号的为编程连接，无任何符号即为不连接或是擦除单元输入输出输入缓冲器B=AAAABDEFC=A1B01ABC10011DEF110000000000001111测控电路182020/2/1110.2可编程逻辑组件10.2.1可编程逻辑器件(PLD)ａ）通常与门ｂ）PLD与门ａ）通常或门ｂ）PLD或门ABCA&BDDC&ABCA1BDDC1测控电路192020/2/1110.2可编程逻辑组件10.2.2可编程阵列逻辑(PAL)I0I1I3I2输入&&&&&&&&&&&&&&&&1O2O1O0O3输出可编程的“与”阵列不可编程的“或”阵列111还有带反馈、带寄存器和异或门型可编程阵列逻辑(PAL)可编程，可以通过编程连接；不可编程，需要通过跨线连接10.2可编程逻辑组件10.2.2可编程阵列逻辑(PAL)应用举例：步进电动机的控制在一个系统中往往有若干个步进电动机，只有被选中的步进电动机，才受到控制。各个步进电动机有不同的E1E2编码，本列中被选中的步进电动机部门为E1＝E2＝0+E步进电动机步进时钟CK环功选中信号E1选中信号E2初态设置S配Q2动C转向控制D电Q3电D路路行Q0率A分Q1驱B10.2可编程逻辑组件10.2.2可编程阵列逻辑(PAL)应用举例：步进电动机的控制为使步进电动机在系统中正确运行，需要设定初始状态。每进一个时钟脉冲CK，按照转向控制信号D的要求，按确定方向转一步。+E步进电动机步进时钟CK环功选中信号E1选中信号E2初态设置S配Q2动C转向控制D电Q3电D路路行Q0率A分Q1驱B10.2可编程逻辑组件10.2.2可编程阵列逻辑(PAL)应用举例：步进电动机的控制步进步序正转反转Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3110101010210010110301010101401101001110101010在只有四状态情况下，只需要两个独立的Q就可以控制，这里、。因此只需要正确控制Q0Q2就可以了。01QQ23QQ10.2可编程逻辑组件10.2.2可编程阵列逻辑(PAL)应用举例：步进电动机的控制在该步进电动机未被选中情况下，要求它的状态不变，因此201010EQEQQnnn221212EQEQQnnn对于其它步进电动机，根据它们的编码，上面公式中的E1和E2需要变为，E1或E2。本例中初始状态设为Q0＝Q2＝1。设置初始状态的逻辑方程为SEEQn2110SEEQn211210.2可编程逻辑组件10.2.2可编程阵列逻辑(PAL)应用举例：步进电动机的控制Q01,01,1Q20,00,1Q0nQ0n01101100D1001D0011Q2nQ2na)10nQ卡诺图b)12nQ卡诺图电动机驱动步序卡诺图环行分配器输出信号四序逻辑卡诺图用来表达某状态变量的n+1态与各个量n态状态之间关系10.2可编程逻辑组件10.2.2可编程阵列逻辑(PAL)应用举例：步进电动机的控制D=0D=1步进步序Q0Q2Q0Q21111121001300004011011111卡诺图的依据是真值表1.根据n态选定单元格；2.根据n+1态填入状态码101nQ21nQ1Dn=1001nQ21nQ1Dn=2001nQ21nQ1Dn=3101nQ21nQ1Dn=4D=0时Q0n+1的卡诺图卡诺图的格数=2k10.2可编程逻辑组件10.2.2可编程阵列逻辑(PAL)应用举例：步进电动机的控制101nQ21nQ1D001nQ21nQ1Dn=1001nQ21nQ1Dn=2n=3101nQ21nQ1Dn=4D=0时Q0n+1的卡诺图101nQ21nQ1D00110.2可编程逻辑组件10.2.2可编程阵列逻辑(PAL)应用举例：步进电动机的控制101nQ21nQ1D001nQ21nQ1Dn=1001nQ21nQ1Dn=2n=3101nQ21nQ1Dn=4D=1时Q0n+1的卡诺图101nQ21nQ1D001D=0D=1步进步序Q0Q2Q0Q2111112100130000401101111110.2可编程逻辑组件10.2.2可编程阵列逻辑(PAL)应用举例：步进电动机的控制101nQ21nQ1D001101nQ21nQ1D001D=1时Q0n+1的卡诺图D=0时Q0n+1的卡诺图101nQ21nQ1D0010011Q0n+1的卡诺图10.2可编程逻辑组件10.2.2可编程阵列逻辑(PAL)应用举例：步进电动机的控制D=0D=1步进步序Q0Q2Q0Q21111121001300004011011111001nQ21nQ1D101nQ21nQ1Dn=1001nQ21nQ1Dn=2n=3101nQ21nQ1Dn=4D=0时Q2n+1的卡诺图101nQ21nQ1D01010.2可编程逻辑组件10.2.2可编程阵列逻辑(PAL)应用举例：步进电动机的控制D=0D=1步进步序Q0Q2Q0Q21111121001300004011011111101nQ21nQ1D001nQ21nQ1Dn=1001nQ21nQ1Dn=2n=3101nQ21nQ1Dn=4D=1时Q2n+1的卡诺图001nQ21nQ1D101001nQ21nQ1D10110.2可编程逻辑组件10.2.2可编程阵列逻辑(PAL)应用举例：步进电动机的控制101nQ21nQ1D010D=1时Q2n+1的卡诺图D=0时Q2n+1的卡诺图101nQ21nQ1D0101100Q2n+1的卡诺图10.2可编程逻辑组件10.2.2可编程阵列逻辑(PAL)应用举例：步进电动机的控制101nQ21nQ1D0101100Q2n+1的卡诺图101nQ21nQ1D0010011Q0n+1的卡诺图nnnnnnnnnnnQDQDQDQQQDQQDQQDQ222020202010nnnnnnnnnnnDQQDQDQQDQQQDQQDQ00202020201210.2可编程逻辑组件10.2.2可编程阵列逻辑(PAL)应用举例：步进电动机的控制201010EQEQQnnn221212EQEQQnnnSEEQn2110SEEQn2112考虑到nnnnnQDEEQDEEEQEQSEEQ221221201021101011nnQQnnnnnDQEEQDEEEQEQSEEQ021021221221121213