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2010-5-281亚德客集团气动技术中级培训气动程序控制系统知识点： 1、气动程序控制系统（行程程序控制、时间程序控制、混合程序控制） 2、单往复程序回路的设计 3、多往复程序回路的设计工业案例：圆管焊接机设计与搭建2010-5-282亚德客集团气动技术中级培训气动程序控制系统常用的气动控制方式：程序控制和伺服控制 1、所谓程序控制是指控制对象的各个执行元件动作是根据生产过程中的位移、时间、压力、温度和液位等物理量变化，按照预先规定的顺序动作的一种控制方式。程序控制是经常采用的一种过程控制。这种程序控制系统要求按照预先给定的程序进行工作，其输出不能随负载干扰及环境的变化而做出快速的响应，通常工作在低频范围内。程序控制分为行程程序控制、时间程序控制和混合程序控制三种。 2、伺服控制是一种反馈控制。伺服控制系统是靠偏差信号工作的，它要求系统的输出能跟踪随时间变化的控制输入。它适合应用于要求快速响应的场合。2010-5-283亚德客集团气动技术中级培训行程程序控制 1、行程程序控制是一种只有在前一个执行机构动作完成后才允许下一个程序动作进行的自动控制方式。行程程序控制系统包括行程发信号、程序控制回路及执行机构等部分。形成发生器中用的最多的是行程阀。此外，各种气动位置传感器以及液位、温度、压力等传感器也用作行程发信器。程序控制回路可以用各种气动控制阀构成，也可用气动逻辑元件构成。常有的气动执行机构有气缸、气马达、气液缸、气电转换器以及气动吸盘等。 2、行程程序控制的优点是结构简单、维护容易、动作稳定。特别是当程序运行中出现故障时，整个程序动作就能停止而实现自动保护。2010-5-284亚德客集团气动技术中级培训行程程序控制方框图外部输入指令程序控制回路执行元件发信器行程程序控制是一个闭环控制系统2010-5-285亚德客集团气动技术中级培训时间程序控制 • 时间程序控制是一种执行机构的动作顺序按时间顺序进行的自动控制方式。时间发信装置发出的时间信号，通过控制回路按一定的时间间隔给相应的执行机构产生顺序动作。 • 时间发信装置有机械式（凸轮式、码盘式）、气动式（如环形分配器）以及电子元件、电气元件组成的电气式三种。 • 缺点：只要程序动作一开始，不管程序规定的执行机构动作是否正常，都要不停的发出时间控制信号，后一个执行机构依旧动作，可能发生故障。时间发信脉冲分配回路执行元件时间控制方框图(开环控制系统)2010-5-286亚德客集团气动技术中级培训混合程序控制 • 混合程序控制是在行程程序控制系统中包含了某些时间信号的一种控制方式，实质上是把时间信号看作行程信号处理的一种行程程序控制。2010-5-287亚德客集团气动技术中级培训单往复程序回路设计 • 1、用3/2或5/2点动按钮阀实现单往复程序回路设计2010-5-288亚德客集团气动技术中级培训 • 1、用3/2或5/2旋钮阀实现多往复程序回路设计多往复程序回路设计2010-5-289亚德客集团气动技术中级培训单周期/连续循环切换回路2010-5-2810亚德客集团气动技术中级培训行程程序控制系统的设计(P132) • 行程程序控制系统的运行方式，通常是前一个执行元件动作完成并发出信号后，下一个动作才可以进行，此动作完成后又发出新的信号，直到完成预定的程序。所以行程程序控制是一种闭环控制系统。 • 行程程序控制系统设计的一般步骤如下： • 1、明确系统的工作任务和控制要求 • （1）运动状态的要求；直线运动的速度、行程，旋转运动的转速、转角以及动作顺序等。 • （2）输出力或力矩的要求；即力或力矩的大小。 • （3）工作环境的要求；如工作场合的温度、湿度、振动、冲击、粉尘及防燃、防爆设施等情况。2010-5-2811亚德客集团气动技术中级培训 • （4）与机械、电气及液压系统配合的要求。 • （5）控制方式的要求;如手动、自动以及遥控等。 • （6）其他要求；如价格、外形尺寸以及美学设计要求等。 • 2、回路设计 • 回路设计是系统设计中的核心。行程程序控制系统的设计方法有分组供气法，卡诺图法以及动作状态线图法等。现只介绍使用最普遍的信号动作状态线图法。其设计步骤为（1）列出动作顺序、画出动作流程图； • （2）画出位移步骤图； • （3）找出障碍、消除障碍；2010-5-2812亚德客集团气动技术中级培训 • （4）画出气动主回路图； • （5）画出气动控制回路图 • （6）在进行分析验证 • 3、选择和计算执行元件 • （1）确定执行元件的类型和数目 • （2）计算和确定执行元件的运动参数及结构参数（即速度、行程、转速、力及缸径等） • 4、选择控制元件 • （1）确定控制元件的类型与数目 • （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、气罐、干燥器等的形式及容量； • （2）确定管径、管长及管接头的形式； • （3）验算各种压力损失 • 6、确定气源 • 通过上述步骤可以设计出较完整的气动控制系统。下面以工业案例为例来说明。2010-5-2813亚德客集团气动技术中级培训工业案例：圆管焊接机用双作用气缸将电热焊接压在卷在可旋转的滚筒上的塑料板片上，将塑料板片焊接成圆管。按下按钮开关使气缸作前向冲程运动。用带有压力表的压力调节阀将气缸最大压力调至P=400KPA=4BAR。（因为焊接压铁不得损伤金属的滚筒）回程运动只有在达到前端位置且活塞后部压力达到P=300KPA=3BAR才能发生。气缸的压缩空气进给受到节流控制，应调节节流阀使得压力增至300KPA=3BAR 并且气缸达到前端位置后保压3S才允许气缸返回，塑料板片重叠在一起通过焊接压铁随着压力的增加而加热焊接。重新启动必须在气缸回到尾端位置T2=2S后才能动作，定位开关可将过程切换到连续工作状态。2010-5-2814亚德客集团气动技术中级培训程序分析 • 位移步骤图2010-5-2815亚德客集团气动技术中级培训元件选择 • 执行元件：（根据执行元件的速度、行程、压力、所需缸径来选择）双作用气缸1个 • 控制元件：5/2双气控换向阀1个、延时阀1 个、单向节流阀1个、压力顺序阀1个、压力阀1个、与阀1个、或阀1个、行程阀2个、按钮阀2个 • 辅助元件：气管若干条、三接头若干个2010-5-2816亚德客集团气动技术中级培训气动控制回路设计 • 基本回路应用： • 1、行程控制程序 • 2、时间控制程序 • 3、混合控制程序 FESTO软件仿真模拟运行调试 • 实训室气动回路构建 • 故障信号以及排除处理2010-5-2817亚德客集团气动技术中级培训参考答案2010-5-2818亚德客集团气动技术中级培训电子气动技术基础 • 知识点： • 1、电子气动系统组成； • 2、常用电气元件； • 3、典型电气回路； • 4 、电磁阀应用 • 工业项目实训：工作移动台2010-5-2819亚德客集团气动技术中级培训电子气动概述 • 电－气控制系统主要由继电器回路控制发展而来。其主要特点是用电信号和电控制元件来取代气信号和气控制元件。如：用电磁阀代替气控阀; 按钮、继电器代替气控逻辑阀和气控组合阀。其可操作性远远高于纯气动控制。同时，该控制方法也适用于PLC控制，使庞大、复杂、多变的气动系统的控制简单明了，使程序的编制、修改变得容易。2010-5-2820亚德客集团气动技术中级培训工厂典型的电-气控制系统结构和布局2010-5-2821亚德客集团气动技术中级培训电子气动简介 1、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。 2、电气动回路包括气动回路（动力部分）和电气回路（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元件的运动，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。2010-5-2822亚德客集团气动技术中级培训常用电气元件1、常用电器元件主要指按钮开关、行程开关、继电器及其触点、电磁铁线圈、定时器与计数器等。2、电气控制回路通过按钮或行程开关等使电磁铁通电或断电，控制触点接通或断开被控制的主回路，这种回路也称为继电器控制回路。电路中的触点有常开触点和常闭触点。2010-5-2823亚德客集团气动技术中级培训常用电气元件符号及其说明2010-5-2824亚德客集团气动技术中级培训常用电气元件（1）．中间继电器在电气控制回路中常用的有中间继电器。下图所示为中间继电器的外形和原理图。图中间继电器外形图中间继电器原理图2010-5-2825亚德客集团气动技术中级培训常用电气元件1、工作原理：中间继电器由一个线圈、一个铁芯、衔铁、复位弹簧、一组触点及端子组成，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，使常闭触点闭合，常开触点打开，下图为其线圈及触点符号。2010-5-2826亚德客集团气动技术中级培训常用电气元件（2）时间继电器（Timer）时间继电器：当输入信号时，电路中的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：①通电延时时间继电器—（Ondelaytimer）：当继电器线圈流过电流时，经过预置时间延时，继电器常开触点闭合；当继电器线圈无电流时，继电器常开触点断开。②断电延时时间继电器—（Offdelaytimer）：当继电器线圈流过电流时，继电器常开触点闭合；当继电器线圈无电流时，经过预置时间延时，继电器常开触点断开。2010-5-2827亚德客集团气动技术中级培训常用电气元件 • 通电时间继电器时序图：2010-5-2828亚德客集团气动技术中级培训常用电气元件 • 断电时间继电器时序图：2010-5-2829亚德客集团气动技术中级培训常用电气元件 • （3）计数器 • 计数器广泛适用于印刷、纺织、印染、针织、电缆、电讯、军工、轻工、机械行业。可以单独使用，也可以与测试仪器、现代化控制设备配套，以实现定量控制的功能。有汽车仪表系列计数器，拉动式、转动式、连续式系列计数器，电子式、电磁式系列计数器，、电度表系列计数器。适用于控制机器或仪器的转动或行程。2010-5-2830亚德客集团气动技术中级培训常用电气元件（3）计数器2010-5-2831亚德客集团气动技术中级培训常用电气元件（3）计数器（减法）A1A2：计数脉冲信号R1R2：复位信号PV:预设值CV：当前值从预设值开始减，计数脉冲信号满足一次，做减一运算，直到减到当前值为0，触点动作常开闭合，常闭断开2010-5-2832亚德客集团气动技术中级培训典型电气回路 • 电气回路图通常以梯形图来表示。梯形图的绘图原则为：1、图形上端为火线，下端为接地线。2、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。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。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。6、在连接线上，所有的开关、继电器等的触点位置由水平电路的上侧的电源母线开始连接。7、一个梯形图网络有多个梯级组成，每个输出元素（继电器线圈等）可构成一个梯级。8、在连接线上，各种负载、如继电器、电磁线圈、指示灯等的位置通常是输出元素，要放在在水平电路的下侧。9、在以上的各元件的电气符号旁注上文字符号。2010-5-2833亚德客集团气动技术中级培训典型电气回路 • 1)直接控制直接控制初始、按钮按下状态a）初始状态b）按钮按下状态2010-5-2834亚德客集团气动技术中级培训典型电气回路 • 2）间接控制 • 借助中间继电器2010-5-2835亚德客集团气动技术中级培训典型电气回路