气动PLC

目录第一章结构简介 (1)一、气动PLC控制实验台 (1)二、电气控制器件功能介绍 (2)三、气动元件的结构原理及功能介绍 (4)第二章气动基本回路的原理及实验 (17)2-1 单作用气缸的换向回路 (18)2-2 双作用气缸的换向回路 (20)2-3 单作用气缸速度控制回路 (22)2-4 双作用气缸单向高速回路 (23)2-5 双作用气缸的速度控制回路 (24)2-6 速度换接回路 (25)2-7 缓冲回路 (26)2-8 二次压力控制回路 (27)2-9 计数回路 (28)2-10 延时回路 (29)2-11 互锁回路 (30)2-12 单缸单往复控制回路 (31)2-13 单缸连续往复动作回路 (32)2-14 直线缸、旋转缸顺序动作回路 (33)2-15 多缸顺序动作回路 (34)2-16 双缸同步动作回路 (35)2-17 四缸联动回路 (36)2-18 卸荷回路 (38)2-19 或门型梭阀的应用回路 (39)2-20 快速排气阀的应用回路 (41)附一、PLC电气控制接线原理图 (42)附二、继电器电气控制原理图 (43)第一章结构简介气动PLC控制实验室是根据《液压与气压传动》、《气动控制技术》等通用教材内容要求，参考广大师生的建议，精心设计而成。

该系统除了可以进行常规的气动基本控制回路实验外，还可进行模拟气动控制技术应用实验、气动技术课程设计，以及可编程控制器（PLC）学习及其基本应用实验等，是机电完美结合的典型实验设备。

该系统适应于大中专院校、职业学校机械工程、机电一体化和自动化专业开设《液压与气压传动》、《气动控制技术》和《PLC可编程序控制器原理及应用》等相关课程设计。

可以更准确、形象地深入了解，掌握气动元件的结构，气动回路的控制原理及设计方法等。

还能通过实验。

掌握PLC可编程序控制的功能，控制原理及编程技巧等。

一、气动PLC控制实验台气动PLC控制实验台主要由实验桌及实验支架、气动元器件和电气控制器件等组成：实验桌及实验支架采用“二合一”设计结构，即一套实验设备可供两组学生同时进行实验，共享优化资源，提高产品的性能价格比。

整体结构简单，实用性强。

如图1-1所示。

实验台外形尺寸：1700mm×1600mm×740mm实验支架尺寸：1200mm×1070mm图1-1 气动PLC控制实验台二、电气控制器件功能介绍直流24V（2A）电源单元（如图1-2），PLC可编程序控制器（日本三菱FXIN-24MR），PLC 电气控制输入单元，PLC电气控制输出单元，继电器控制单元，行程开关（常闭、常开）。

直流电源：1）输入电压：AC 220V 50HZ2）输出： DC 24V/2A AC 220VPLC可编程序控制器：采用日本松下日本三菱FXIN-24MR型可编程控制器。

1）盖板2）安装孔：2个（φ4.5）3）端子台脱卸用螺丝4）电源、输入信号用端子台5）输入显示LED6）扩展用连接盖板7）POWER LED：表示通电状态RUN LED：运行时灯亮ERROR LED：程序错误时灯闪烁，CPU错误时，灯亮8）输出显示LED9）DIN导轨安装用卡扣10）供应电源，输出信号用端子台11）选件连接用插口（储存卡盒，功能扩展板，FXIN-5M）12）扩展用连接插口13）RUN/STOP用开关14）GOT编程设备连接用插口15）模拟电位器：内置2个（VR1（上）：D8030，VR2（下）：D8031）图1-4 输入单元图1-5 输出单元PLC电气控制系统的功能介绍及使用说明：PLC电气控制系统由PLC可编程序控制单元、电气输入单元（如图 1-4所示）、电气输出单元（如图1-5所示）二部分组成。

通过编写PLC控制程序可以实现所需要的控制功能，因而通过，改变控制程序，很容易得到自己所需的控制功能。

本系统的出厂设置功能是：通过按钮信号或行程开关信号来控制电磁换向阀。

电气输入单元的控制分为三个独立的控制部分：控制组一、控制组二和扩展控制。

对应的分别控制输出：电磁阀组一、电磁阀组二和电磁阀组三。

其控制方法为：“控制组一”中按下“换向Ⅰ”按钮或“常开启动Ⅰ”有信号，则对应电磁阀组一的“输出Ⅰ”有输出；按下“换向Ⅱ”按钮或“常开启动Ⅱ”有信号，则对应电磁阀组一的“输出Ⅱ”有输出同时“输出Ⅰ”无输出，即“输出Ⅰ”与“输出Ⅱ”互锁，此主要是因为双电磁换向阀的两个电磁铁不能同时得电（注：双电磁换向阀的两个电磁铁必须在同一电磁阀组的“输出Ⅰ”、“输出Ⅱ”）。

按下“停止”按钮或“常闭停止”有信号，则“输出Ⅰ”、“输出Ⅱ”均停止输出。

“控制组二”的控制方式同上。

“扩展控制”是由用户根据需要，自行编程控制“电磁阀组三”的动作方式。

程序输入可编程控制器（PLC），①利用FP手持编程器Ⅱ通过通讯电缆与PLC上的通讯接口连接，直接进行指令程序输入；②通过通讯电缆和适配器将计算机的串行口与PLC的通讯接口连接，利用NPST或FPWIGR软件编程，通讯输入。

编程写入PLC时，注意设置PLC的工作方式！继电器控制单元：继电器控制单元其功能和PLC电气控制系统的基本控制功能相同，两组功能相同且独立的控制信号分别控制相应的电磁阀组。

如图1-6所示继电器控制系统包括相对独立的两个控制组，使用“控制组一”中按下“换向Ⅰ”按钮或“常开启动”有信号（行程开关常开触点闭合），则对应电磁阀组一的“输出Ⅱ”输出，相应输出指示灯亮：按下“换向Ⅱ”按钮或“常闭停止”有信号（行程开关常闭触点断开），则对应电磁阀组一的“输出Ⅱ”输出，相应输出指示灯亮，同时“输出Ⅰ”停止输出，输出指示灯灭，即“输出Ⅰ”与“输出Ⅱ”互锁，此主要是因为双电换向阀的两个电磁铁不能同时得电。

（注：双电磁换向阀的两个电磁铁必须接在同一电磁阀组的“输出Ⅰ”“输出Ⅱ”上）。

按下“停止”按钮，则“输出Ⅰ”、“输出Ⅱ”均停止输出。

“控制组二”的控制方式同上。

继电器控制系统在使用时，只需将直流24V电源接入，输入、输出接到相应的位置上，即可进行控制操作（要确保线路连接正确）。

图1-6 继电器控制单元三、气动元器件的结构原理及功能介绍气动元器件配置：空气压缩机、空气过滤、减压、油雾器三联件，减压阀、电磁换向阀、气控换向、行程阀、单向阀、节流阀、单向节流阀、快速排气阀、或门框梭阀、单作用气缸，双作用气缸和旋转气缸等。

1、空气压缩机：空气压缩机（见图1-7）是将电动机的机械能转化为气体能的装置。

本实验台采用的“亚达”牌微型空气压缩机，其具有造型美、重量轻、耗电省、嗓音低和搬运方便等优点，特别迁用于工矿企业，机关学校……技术参数：电源：AC 220V 50HZ 电机功能：150W 转速：2880r/min噪声：≤分贝公称容量： 10L最大气压： 1.3Mpa 总重量： 21Kg使用时，应将出气口的阀门关闭，将气源充足后再打开使用，气源充足后，电机关闭，待气压降到0.5Mpa时，电机又自动开始补充气源。

因其供给的气源容量不是太大，在使用时，应注意如果需大容量气源的回路实验，不要长时间连接进行。

若有必要，可考虑用大容量的压缩机（电机功率： 380W*2 公称容量： 18L）。

因压缩而运转时间过长时会产生热量，因而使用时应将空气压缩机放置在阴凉透风处，切勿放在阳光爆晒或潮湿的位置。

图1-7 WY5.2-又头空气压缩机2、空气过滤器、减压阀和油雾器三联件由空气压缩机出来的空气中，含有水雾灰尘等杂质，因而不能直接供给气动系统使用，必须经过气源处理装置处理，使之符合气动装置的使用要求。

利用气源处理组合三联件（空气过滤器、减压阀和油雾器），对压缩机出来的压缩气体进行净化、减压和添加雾化润滑油提供气动装置以洁净、压力适宜、含有献身四化经润滑油的压缩空气。

本实验台所用三联件是由AF2000空气过滤器、AR2000减压阀和AL2000油雾器组合而成，采用模式结构，本体为铝合金压铸成形，结构紧凑，拆装方便，容杯采用PE材料制成。

见图1-8所示其技术参数为：型号：AC2000 接管螺纹：G1/4过滤度：40μm 水杯容量：15cm3压力调节范围：0.05-0.85Mpa 油杯容量：25 cm3最大可调压力：0.95Mpa 介质及环境温度：5-60℃保持耐压力：1.5Mpa 润滑油：VG32或同级油*）使用时，应注意不要将进气口出气口接反，为了回路安全起见，调节减压阀使其输出气体压力在0.4Mpa左右，使用中应定期放水，清洗或更换滤芯。

A）外观结构 B)符号图1-8 三联件3、减压阀减压阀采用与三联件减压阀同种型号规格。

见图1-9所示其技术参数：型号：AR2000过滤度：40μm压力调节范围：0.05-0.8M最大可调压力: 0.95Mpa保持耐压力:1.5Mpa介质及环境温度:5-60℃*）其应用主要是作为回路中的一次减压器件。

使用时，应注意不要将进气口与出气口接反。

为了回路安全起见，调节减压阀使其输出气体压力在0.4 Mpa左右。

A）外观结构 B）符号图1-9减压阀4、顺序阀顺序阀是一种单向压力控制元件，当进气压力达到阀的开启压力时，阀便打开，接通气路，进气压力低于阀的开启压力时，阀即关闭，气流打开单向阀逆向流动，该阀是气动压力控制回路中常用的元件之一。

见图1-10图1-10顺序阀阀的开启压力可通过调整弹簧的压力来调定。

主要技术参数：公称通径：8mm工作压力：0.15-0.80Mpa图1-10顺序阀有效截面积：≥20mm接管螺纹：G1/4工作温度：5-30℃耐久性：≥200万次5、气控换向阀气压控制是利用空气压力差或作用面积使阀芯运动，达到换向目的控制。

按其作用原理，可分为加压控制、和差压控制三种类型。

一般采用滑柱式和截止式两种结构，阀位换向由气压信号控制阀芯的位移来实现，单控制阀无记忆性能，双气控阀有记忆性能。

用来直接操纵缸等气动执行元件或在气动系统中做控制其它元件使用。

1）单气控换向阀和双气近代换向阀：实验均采用二位五通气近代换向阀，其结构及符号见图1-11和1-12所示其技术参数为：工作介质：洁净压缩空气有效截面积：16mm2接管螺纹：进出气G1/4 排气G1/8 工作压力范围：0.15-0.8 Mpa最大耐压力:1.05 Mpa 换向频率:≥5Hz换向时间:≤0.05S 最你控制压力:0.2 Mpa介质及环境温度:5-60℃※在使用时应注意各进出口的作用，不要混淆、乱接。

※所施加工压力及控制信号什在其参数范围内，否则不能正常工作。

※本实验台提供的单（双）气控阀均为二位五通换向阀，使用时用气孔塞住其中某一或几个气孔，则可以改变换向阀的通口数。

A）外观结构 B）符号图1-11 单气控换向阀A）外观结构 B）符号图1-12 双气控换向阀几种堵塞方式图1-13所示：（a）堵住气孔B，则改变为二位三通（常断型）；（b）堵住气孔A，则改变为二位三通（常通型）；（c）堵住气孔B和01则改变为二位二通（常通型）；（d）堵住气孔A和O2则改变为二位二通（常断型）；*）对于双气控，由于其具有记忆性能，因而所谓常通还是常断，不是确定的，使用时注意这点。