气动逻辑控制

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3、工作原理
初始状态：图示为初始状态，双作用气缸 10 的活塞处于完全返回的位置。 气缸伸出：压下按钮开关 3，压缩空气经过元件 3、4、5 到达单气控二位三通换向 阀 6 的气控口 12（Z），使阀 6 换向，压缩空气经过元件 6、7（行程开关初始状态为压 下）到达双气控二位五通换向阀 9 的气控口 12（Z），使主控阀 6 换向，主气路的气流 经过阀 6 的 1（P）→2（A）通道进入气缸 10 的左腔，使气缸 10 的活塞和活塞杆伸出。 当气缸开始运动后，行程开关 7 抬起。 气缸返回：当气缸 10 的活塞和活塞杆伸出到行程终端位置时，压下行程开关 8， 控制气流经过行程开关到达双气控二位五通换向阀 9 的气控口 14（Y），使主控阀 6 换 向，主气路的气流经过阀 6 的 1（P）→4（B）通道进入气缸 10 的右腔，使气缸 10 的 活塞和活塞杆返回。 自动循环：气控阀 6 换向后，其出口的气流有一部分经过自锁线路及其元件 4、5 到达单气控二位三通换向阀 6 的气控口 12（Z），使其保持工作状态，此时，即使松开 按钮开关 3 仍可使气缸按原计划运动。也就是说，行程开关 7 的进气口 1（P）始终有 压缩空气。因此，当活塞和活塞杆返回到初始位置时，又压下行程开关 7，从而使系统 开始下一个循环。 停止：压下按钮开关 5，气缸在完成一个循环后停止。
通常: 用“1”表示“进、开、有、是” ； 用“0”表示“退、关、无、非”。 一个复杂的控制线路就是保证各执行机构按一定规律处于“1”或“0” 状态。因此，可以采用逻辑元件取代常规的气阀，对执行机构实现逻辑控 制。 《气压传动技术系列丛书》是我公司员工内部培训所用的教学参考书， 配有《实验练习册》。其主要特点是在介绍气动系统分析所需要的理论知识 的同时，着重于现场应用。 《气动逻辑控制》是系列丛书之二。其主要内容是：数字逻辑基础， 基本逻辑单元，常用逻辑元件的结构原理、性能特点以及应用场合等。 衷心希望本书能对大家的工作提供微小的帮助。
5、各项指标
压缩空气压力：6bar 元器件平均价格：300 元 RMB 元器件总价：2400 元 RMB 有电能消耗
6、特点
电气控制系统易于实现自锁功能；易于实现自动化；所需工作压力较高，压缩空气 的清洁程度要求较高；有电-气界面的转换；故障诊断和排除比较复杂（因为有电气元 件）；价格较高。
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三、逻辑控制
1、需要的气动元件
双作用气缸
1个
行程开关
2个
按钮开关（常闭式） 1 个
或门元件
1个
2、逻辑气路图
双稳元件
1个
按钮开关（常开式）
1个
是门元件
1个
a0
a1
3
③
2
1
①
a0
a1
—— 6 ——
1
S2
≥1
S1
图 5 逻辑气路图
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3、工作原理
初始状态：气缸处于完全返回的位置。 气缸伸出：压下按钮开关S1，压缩空气经过或门、常开式按钮开关S2 到达是门输 入口，是门的输出气流经过行程开关a0到达双稳元件的输入口 1（初始状态a0被压下）， 所以双稳元件输出口 3 的气流进入气缸左腔，使气缸的活塞杆伸出。 气缸返回：当活塞杆运动到终端位置时，压下行程开关a1，压缩空气到达双稳元件 的输入口①，所以双稳元件输出口③的气流进入气缸的右腔，使气缸的活塞杆返回。 自动循环：是门元件输出口有一条分支管路返回到或门元件的另一个输入口，经过 或门、常开式按钮开关 2 到达是门输入口，构成自锁回路，保持是门的输出口始终处于 1 状态。当气缸的活塞杆返回到初始位置时，压下行程开关a0，气缸的活塞杆又伸出， 开始下一个工作循环。 停止：按下按钮开关 S2，气缸在运动完一个工作循环后停止。
第三章 基本逻辑单元
29-45
3.1 与门 --------------------------------------------------- 29 3.2 或门 --------------------------------------------------- 33 3.3 是门 --------------------------------------------------- 37 3.4 非门 --------------------------------------------------- 39 3.5 禁门 --------------------------------------------------- 41 3.6 双稳 --------------------------------------------------- 43
附录 逻辑气路系统标识代码
104-110
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第一章 气动逻辑控制概述
在生产过程中，经常能够遇到这样的问题：需要各执行机构按一定的顺序进、退或 者开、关。从逻辑关系上看，“进和退”、“开和关”、“是和非”、“有和无”都是表示两 个对立的状态。
这两个对立的状态可以用两个数字符号“1”、和“0”来表示。 通常：“1”表示“进、开、有、是”
第五章 其它元件
77-103
5.1 顺序控制单元 ------------------------------------------- 77 5.2 定时器 ------------------------------------------------- 84 5.3 双手启动模块 ------------------------------------------- 87 5.4 压力开关 ----------------------------------------------- 92 5.3 低压放大器 -------------------------------------------- 100
“0”表示“退、关、无、非” 一个复杂的控制线路就是保证各执行机构按一定规律处于“1”或“0”的状态。这 样，问题就可以纳入逻辑关系的范畴里进行研究。 气动逻辑控制：以压缩空气为工作介质，用气动逻辑元件来控制执行元件工作的一 种气压传动与控制的方式。
1.1 各种气动控制方式举例
下面分别用常规气阀控制、电气气动控制、逻辑气动控制对以下系统提出的要求作 出气路设计，以供大家分析比 较。
第二章 数字逻辑基础
17-28
2.1 基本逻辑运算 ------------------------------------------- 17 2.2 逻辑代数的基本运算公式 --------------------------------- 22 2.3 逻辑代数运算的基本规则 --------------------------------- 25 2.4 逻辑函数的代数化简法 ----------------------------------- 27
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—— II ——
气动系统的设计计算● 气动系统故障诊断● 气动比例技术●
气动典型回路与气动系统分析● 电气动技术●
气动逻辑控制●
气动技术●
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目录
第一章 气动逻辑控制概述
1-16
1.1 各种气动控制方式举例 ------------------------------------ 1 1.2 气动逻辑控制的特点及应用 -------------------------------- 8
21 22
23 S3 24
K1
S4
13 14
5
13 K2
14
6
13 K3
14
A1
A1
A1
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K1
K2
K3
YP1
YP1
－
A2
A2
A2
图 4 电气接线图
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4、工作原理
初始状态：如图 3、4 所示，双作用气缸处于完全返回的位置。 气缸伸出：压下按钮开关 S1，中间继电器 K1 的线圈得电，K1 的常开触点 13、14 闭合，使中间继电器 K2 的线圈得电（电子限位开关 S3 已被压下），K2 的常开触点 13、 14 闭合，电磁换向阀左侧电磁铁 YP1 得电，使电磁换向阀换向，气缸伸出。 气缸伸出后，电子限位开关 S3 抬起，中间继电器 K2 的线圈断电，其触点 13、14 断开，电磁铁 YP1 断电。 气缸返回：气缸伸出到终端位置后，压下电子限位开关 S4，使中间继电器 K3 的 线圈得电，其常开触点 13、14 闭合，电磁换向阀右侧电磁铁 YP2 得电，使电磁换向阀 换向，气缸返回。 自动循环：中间继电器 K1 得电后，其常开触点 23、24 闭合形成自锁（即 K1 线圈 始终有电。那么，当气缸返回到初始位置，又压下电子限位开关 S3，又重复了上述伸 出和返回的状态。 停止：按下按钮开关 S2，气缸在运动完一个工作循环后停止。
4、各项指标
压缩空气压力：6bar 元器件平均价格：240 元 RMB 元器件总价：1680 元 RMB（控制部分：序号 3—9）
5、特点
属于全气控系统，工作安全可靠，可用于工作环境较差的场合；所需工作压力较高， 压缩空气的清洁程度要求较高；无电-气界面的转换；故障诊断和排除比较容易；价格 适中。
—— 3 ——
1个 2个 1个 1个 1个 1个 1个
10
9 12(Z) 7 2(A)
6
12(Z)
1(P) 3(R) 2(A)
2(A) 4(B) 14(Y)
3(R) 1(P)
5(S)
8 2(A)
1(P) 3(R)
5
2(A)
1(P) 3(R)
1(P) 3(R)
A
X
Y
3
2(A)
4
1(P) 3(R)
12
图 2 常规气阀控制系统
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二、电气气动控制
1、需要的气动元件
双作用气缸
1个
双电控二位五通换向阀
1个
电子限位开关
2个
按钮开关（常开式）
1个
按钮开关（常闭式）
1个
中间继电器
3个
2、气动系统图
Z1
S3
S4
42
14
14 12 12
YP1
YP2
5
3
1
图 3 气动系统图
3、电气接线图
＋
1
2
3
4
S1 S2
13 14 K1
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人员服务部人员开发科
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序
言
在工业生产过程中，我们能够遇到大量这样的问题：需要各执行机构 按一定的顺序实现进、退或者开、关。从逻辑上看，“进和退”、“开和关”、 “是和非”、“有和无”都是表示两个对立的状态。这两个对立的状态可以用 两个数字符号“1”和“0”来表示。
2、由于元件中的可动部件在元件完成切换动作后，能切断气源和排气口之间的通 路，即元件具有关断能力，因此元件的耗气量比较低。
3、元件在切换过程中阀芯经常是上下移动的，所以对所使用的压缩空气净化处理 要求较低，可以直接使用经过一般气源处理的工厂车间的动力气源，元件也能在灰尘较 大的环境中正常工作。
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第四章 常用逻辑元件
46-76
4.1 截止式逻辑元件 ----------------------------------------- 47 4.2 膜片式逻辑元件 ----------------------------------------- 62 4.3 滑阀式逻辑元件 ----------------------------------------- 68 4.4 元件的性能及使用 --------------------------------------- 73
4、各项指标
压缩空气压力：控制气路为 2bar，主气路为 6bar。 元器件平均价格：120 元 RMB 元器件总价：840 元 RMB
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1.2 气动逻辑控制的特点及应用
一、气动逻辑控制系统的特点
1、采用气动逻辑元件能组成全气控系统。由于控制和执行元件都采用压缩空气为 动力，省去了界面（电－气）转换，故工作可靠，给生产设备的安装、使用和维修带来 了不少方便。
系统要求（图 1）：将铸件 送到加工线上。用双作用气缸来 实现，并且用自锁回路实现自动 循环。
图 1 系统要求
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一、常规气阀控制
1、需要的气动元件
双作用气缸 行程开关 按钮开关（常开式） 按钮开关（常闭式） 双气控二位五通换向阀 单气控二位三通换向阀 梭阀
2、气动系统图