14.1气动系统设计概述
14.1.1 气动控制系统分类
●伺服控制系统
●程序控制系统
●数字控制系统
第十四章节气动控制系统设计
14.1气动系统设计的内容及步骤
14.1.1 气动控制系统分类
●伺服控制系统
●程序控制系统
●数字控制系统
第十四章节气动控制系统设计
14.1.2 设计步骤
弄清设计要求，如负载大小、调速要
求、自动化程度和对环境的要求等。 气动回路设计，如控制方案的选择，
设计方法的确定，系统图的绘制。
元件选择与计算，如动力元件、执行
元件、控制远见的选择与计算。
14.1.3主要设计内容
明确设计要求:
1）了解主机的结构、传动方式，动作循环、控制方式等方面的要求；
2）了解设备的工作环境、工作条件、的负载性质、运动性能、定位精度等方面要求；
3）了解设备是否需要与电气、液压联合控制、自动化程度方面要求；
4）了解其它方面，如外形、气控装置的安装位置、价格等方面要求。
气动回路的设计
1）根据执行元件的数目、动作要求画出方框图或
动作程序，根据工作速度要求确定每个气缸或其它执行
元件在单位时间内的动作次数；
2）根据执行元件的动作程序，按本节气动程序控制
回路设计方法设计出气动逻辑原理图，然后进行辅助设
计，此时可参考各种基本回路，设计出气控回路来；
3）使用电磁气阀时，要绘制出电气控制图。
执行元件的选择
气动执行元件的类型及安装方式等应与主机协调。一般情况下直线往复运动选用气缸，连续回转运动选用气马达，
往复摆动选用摆动缸等。
控制元件的选择
根据控制回路或执行元件的工作压力和阀的额定流量，选用通用的阀类或设计专用的气动元件。选择各控制阀或逻
辑元件时，主要考虑的特性有：工作压力范围、额定流量、
换向时间、使用温度范围、最低工作压力和最低控制压力、
使用寿命、空气泄漏量等。
气动辅件的选择
气动辅件的选择主要考虑过滤器、油雾器、消声器等远见的选择。过滤器的通径按额定流量大小选取；油雾器要根据流量和油雾器颗粒大小要求选择；消声器可根据环保要求和气动元件管件选取。
空压机的选择
由于使用压缩空气单位的负荷波动情况不同，故空压机容量的确定要充分了解不同用户的用气规律性。参考同类型工厂已有数据，必要时可进行一些估算，根据实际情况确定。
在连续耗气的情况下，压缩空气的供气量q可按下述内容进行估算。
式中
q imax——系统内第i台设备的最大自由空气消耗量m3/s；
n——系统内的气动设备数目；
Ψ——利用系数；
K1——漏损系数，K1=1.15～1.5;
K2——备用系数，K2=1.3～1.6；
∑
=
=
n
i
i
q
K
ψK
q
1
max
2
1
程序控制的分类
行程程序控制
执行机构某一步动作完成以后，由行程发信器发出信号，信号输入逻辑控制回路，经逻辑运算后，发出控制信号，指挥
执行元件动作。动作完成后，又发出信号给逻辑控制回路，使
整个程序循环地进行下去。
外部输入信号逻辑控制回路转换、放大元件执行机构
行程发信器
14. 2气动系统程序控制设计方法
时间程序控制
时间程序控制的方法是通过脉冲分配回路，按一定的时间间隔，把回路输出的脉冲信号分配给相应的执行机构。时
间程序控制属于开环控制系统。
行程、时间混合控制
上述两种程序控制的组合。
时间发信装置脉冲分配器执行机构
行程程序的表示方法
符号规定
●用大写A、B、C等表示
气缸。下标1表示缸活
塞杆为伸出状态，下标
0表示活塞杆为缩回状态。
●带下标的小写字母a1、a0、
b1、b0等分别表示与动作
A1、A0、B1、B0等相对应的行程阀及其输出信号。
a 1
b
1
送料退c
1
c
b
0送料夹紧钻进钻
退夹紧退
A 1B
1
C
1
C 0
B
为设计和书写方便，常将文字省略，这样即可将程序
简化为：
a 1
b c
1
c 0b
A
1
B
1
C
1
C
B
A0
多缸行程程序设计方法
X-D（信号—动作状态）图法
?画方格图
根据已知程序，在方
格图上方第一行自左至右
填入程序的节拍数；在节
拍数的下一行中填入要进
行设计的程序本身。最左
边一列列出行程信号和由它所指挥的动作最右边的一列是执行信号表达式，或称消障栏。
?画动作——信号线
在已画好的方格图上
画出各执行元件
动作线——粗实线
信号线——细实线
开始o 结束x
?判断障碍
利用X—D图可直接判别出所存在的干扰信号。
1）信号线比动作线短，此信号控制的动作不存在障碍。为便于区分在执行信号的右上角加一“*”号
2）信号线比动作线长，此信号属于有障碍信号。与动作线等长的部分为信号执行段，长出部分为信号障碍段。在图中信号障碍段用锯齿形线表示。对于有障信号，只有设法消除其障碍段以后，才能作为执行信号使用。?判断障碍
利用X—D图可直接判别出所存在的干扰信号。
1）信号线比动作线短，此信号控制的动作不存在障碍。为便于区分在执行信号的右上角加一“*”号2）信号线比动作线长，此信号属于有障碍信号。与动作线等长的部分为信号执行段，长出部分为信号障碍段。在图中信号障碍段用锯齿形线表示。对于有障信号，只有设法消除其障碍段以后，才能作为执行信号使用。
?判断障碍
利用X—D图可直接判别出所存在的干扰信号。
1）信号线比动作线短，此信号控制的动作不存在障碍。为便于区分在执行信号的右上角加一“*”号2）信号线比动作线长，此信号属于有障碍信号。与动作线等长的部分为信号执行段，长出部分为信号障碍段。在图中信号障碍段用锯齿形线表示。对于有障信号，只有设法消除其障碍段以后，才能作为执行信号使用。
?信号障碍段的消除
最常用的消障方法是缩短障碍信号的延续时间，反映在状态图上就是缩短信号状态线的长度在一般情况下，缩短信号延续时间的方法可通过逻辑与运算，或把长信号转化成脉冲信号等。
用逻辑与运算消除障碍
方法是：对于一个有障信号，设法找到一个制约信号，然后，二者进行逻辑与运算。经与运算后的信号缩短了延续时间，从而达到消除信号障碍的目的。
例如，任选一个有障信号m，为了消除其信号障碍段，另外找一个制约条件x，并对它们进行与运算，即：m*=m·x
?信号障碍段的消除
最常用的消障方法是缩短障碍信号的延续时间，反映在状态图上就是缩短信号状态线的长度在一般情况下，缩短信号延续时间的方法可通过逻辑与运算，或把长信号转化成脉冲信号等。
用逻辑与运算消除障碍
方法是：对于一个有障信号，设法找到一个制约信号，然后，二者进行逻辑与运算。经与运算后的信号缩短了延续时间，从而达到消除信号障碍的目的。
例如，任选一个有障信号m，为了消除其信号障碍段，另外找一个制约条件x，并对它们进行与运算，即：m*=m·x
把长信号变成脉冲信号
有两种方法:一种是采用挡块发出
脉冲信号，如图a当活塞杆伸出时，挡
块压下并通过行程阀，发出一个脉冲信
号；当活塞杆缩回时，挡块绕销轴逆时
针转动，虽通过行程阀但不发出
信号;另一种是采用可通过式行程
阀发出脉冲信号如图b当活塞伸出
时，挡块压下行程阀发出脉冲信号；
当活塞缩回时，滚轮折回，挡块通过行程阀但不发出信号。
a)
b)
把长信号变成脉冲信号
有两种方法:一种是采用挡块发出脉冲信号，如图a 当活塞杆伸出时，挡块压下并通过行程阀，发出一个脉冲信号；当活塞杆缩回时，挡块绕销轴逆时针转动，虽通过行程阀但不发出信号;另一种是采用可通过式行程阀发出脉冲信号如图b 当活塞伸出时，挡块压下行程阀发出脉冲信号；
当活塞缩回时，滚轮折回，挡块通过行程阀但不发出信号。
a)
b)
画逻辑原理图
用气动逻辑符号表示的逻辑原理图由以下几部分组成：
行程发信器
主要是行程阀，也包括外部输入信号，如气动阀等。
逻辑控制原理图
用与、或、非和记忆等逻辑元件符号表示
执行机构的控制元件
因具有记忆能力，可以用逻辑记忆符号表示。
画逻辑原理图
用气动逻辑符号表示的逻辑原理图由以下几部分组成：
行程发信器
主要是行程阀，也包括外部输入信号，如气动阀等。
逻辑控制原理图
用与、或、非和记忆等逻辑元件符号表示
执行机构的控制元件
因具有记忆能力，可以用逻辑记忆符号表示。
画气动控制原理图
气动控制逻辑原理图是整个气动控制回路的逻辑控制部分。它是控制回路的核心部分。它们在逻辑关系上与逻辑理图是完全一致的。
气动控制回路图
作为一个实际应用的控制回路，还需要在控制原理的基础上进行补充设计。如需要解决气源处理问题，手动与自动的转换以及调压、调速、互锁、防干扰、等一系列问题。
气动控制回路图
作为一个实际应用的控制回路，还需要在控制原理的基础上进行补充设计。如需要解决气源处理问题，手动与自动的转换以及调压、调速、互锁、防干扰、等一系列问题。
产品工位传送系统
A 1
A 0(A)
(B)
B 1B 0
a 0
b 0
a 1
c
b 1
工作程序图
A 0
A 1
B 1
B 0a 1
a 0
b 1
b 0c 工作示意图
X-D 线图
B0
B1
A0
A1
备用栏
b 1*=b 1b1（B0 ）B0
4a 0*=a 0k 2a0（B1）B13a 1*=a 1a1（A0）A02b 0*=b 0k 1b0（A1）A11执行信号
4321X-D 线图
消除障碍信号的障碍段
利用中继阀排障输入信号采用原始信号中的相应信号。
置1端输入信号——采用b1，输出k1置0端输入信号——采用a1 ，输出k2
工作程序图
A 0A 1
B 1B 0c
a 1
a 0k 2
b 1
b 0k 1
1
2
3
4
b 0c
a 1
a 0b 1
10
1
10
A 1A 0
B 1B 0
b 0k 1
k1k2
a 0k 2
a 1
b 1
画逻辑原理图
a 0
a 1
b 0
b 1
a 1
a 1
a 1
b 1
b 1
c
cb 0k 1
a 0k 2
k 2k 1
b 0k 1a 0k 2
画气动控制原理图
14.1 .1设计步骤
弄清设计要求，如负载大小、调速要求、自动化程度和对环境的要求等。
气动回路设计，如控制方案的选择，设计方法的确定，系统图的绘制。
元件选择与计算，如动力元件、执行元件、控制远见的选择与计算。
第十四章节气动控制系统设计（行程程序控制系统设计）
14.1气动系统设计过程
14.1.2主要设计内容
明确设计要求:
1）了解主机的结构、传动方式，动作循环、控制方式等方面的要求；
2）了解设备的工作环境、工作条件、的负载性质、运动性能、定位精度等方面要求；
3）了解设备是否需要与电气、液压联合控制、自动化程度方面要求；
4）了解其它方面，如外形、气控装置的安装位置、价格等方面要求。
气动回路的设计
1）根据执行元件的数目、动作要求画出方框图或动作程序，根据工作速度要求确定每个气缸或其它执行元件在单位时间内的动作次数；
2）根据执行元件的动作程序，按本节气动程序控制回路设计方法设计出气动逻辑原理图，然后进行辅助设计，此时可参考各种基本回路，设计出气控回路来；
3）使用电磁气阀时，要绘制出电气控制图。
执行元件的选择
气动执行元件的类型及安装方式等应与主机协调。一般情况下直线往复运动选用气缸，连续回转运动选用气马达，往复摆动选用摆动缸等。
控制元件的选择
根据控制回路或执行元件的工作压力和阀的额定流量，选用通用的阀类或设计专用的气动元件。选择各控制阀或逻
辑元件时，主要考虑的特性有：工作压力范围、额定流量、换向时间、使用温度范围、最低工作压力和最低控制压力、使用寿命、空气泄漏量等。
气动辅件的选择
气动辅件的选择主要考虑过滤器、油雾器、消声器等远见的选择。过滤器的通径按额定流量大小选取；油雾器要根据
流量和油雾器颗粒大小要求选择；消声器可根据环保要求和气动元件管件选取。
空压机的选择
由于使用压缩空气单位的负荷波动情况不同，故空压机容量的确定要充分了解不同用户的用气规律性。参考同类型工
厂已有数据，必要时可进行一些估算，根据实际情况确定。
在连续耗气的情况下，压缩空气的供气量q 可按下述内容进行估算。式中
q imax ——系统内第i 台设备的最大自由空气消耗量m 3/s ；n ——系统内的气动设备数目；
Ψ——利用系数；
K 1——漏损系数，K 1=1.15～1.5;K 2——备用系数，K 2=1.3～1.6；
∑==n
i i q K ψK q 1
max
21
14.2.1程序控制的分类
行程程序控制
执行机构某一步动作完成以后，由行程发信器发出信号，信号输入逻辑控制回路，经逻辑运算后，发出控制信号，指挥执行元件动作。动作完成后，又发出信号给逻辑控制回路，使整个程序循环地进行下去。
外部输入信号
逻辑控制回路
转换、放大元件
执行机构
行程发信器
14. 2气动系统程序控制设计方法
时间程序控制时间程序控制的方法是通过脉冲分配回路，按一定的时间间隔，把回路输出的脉冲信号分配给相应的执行机构。时间程序控制属于开环控制系统。
行程、时间混合控制上述两种程序控制的组合。
时间发信装置
脉冲分配器
执行机构
14.2.2行程程序的表示方法
符号规定
●用大写A、B、C等表示
气缸。下标1表示缸活
塞杆为伸出状态，下标
0表示活塞杆为缩回状态。
●带下标的小写字母a1、a0、
b1、b0等分别表示与动作
A1、A0、B1、B0等相对应的行程阀及其输出信号。
a 1
b
1
送料退c
1
c
b
0送料夹紧钻进钻
退夹紧退
A 1B
1
C
1
C 0
B
为设计和书写方便，常将文字省略，这样即可将程序
简化为：
a 1
b c
1
c 0b
A
1
B
1
C
1
C
B
A0
14.2.3多缸行程程序设计方法
X-D（信号—动作状态）图法
?画方格图
根据已知程序，在方
格图上方第一行自左至右
填入程序的节拍数；在节
拍数的下一行中填入要进
行设计的程序本身。最左
边一列列出行程信号和由它所指挥的动作最右边的一列是执行信号表达式，或称消障栏。
?画动作——信号线
在已画好的方格图上
画出各执行元件
动作线——粗实线
信号线——细实线
开始o 结束x
?判断障碍
利用X—D图可直接判别出所存在的干扰信号。
1）信号线比动作线短，此信号控制的动作不存在障碍。为便于区分在执行信号的右上角加一“*”号2）信号线比动作线长，此信号属于有障碍信号。与动作线等长的部分为信号执行段，长出部分为信号障碍段。在图中信号障碍段用锯齿形线表示。对于有障信号，只有设法消除其障碍段以后，才能作为执行信号使用。
?信号障碍段的消除
最常用的消障方法是缩短障碍信号的延续时间，反映在状态图上就是缩短信号状态线的长度在一般情况下，缩短信号延续时间的方法可通过逻辑与运算，或把长信号转化成脉冲信号等。
用逻辑与运算消除障碍
方法是：对于一个有障信号，设法找到一个制约信号，然后，二者进行逻辑与运算。经与运算后的信号缩短了延续时间，从而达到消除信号障碍的目的。
例如，任选一个有障信号m，为了消除其信号障碍段，另外找一个制约条件x，并对它们进行与运算，即：m*=m·x
把长信号变成脉冲信号
有两种方法:一种是采用挡块发出
脉冲信号，如图a当活塞杆伸出时，挡
块压下并通过行程阀，发出一个脉冲信
号；当活塞杆缩回时，挡块绕销轴逆时
针转动，虽通过行程阀但不发出
信号;另一种是采用可通过式行程
阀发出脉冲信号如图b当活塞伸出
时，挡块压下行程阀发出脉冲信号；
当活塞缩回时，滚轮折回，挡块通过行程阀但不发出信号。
a)
b)
画逻辑原理图
用气动逻辑符号表示
的逻辑原理图由以下几部
分组成：
行程发信器
主要是行程阀，也包
括外部输入信号，如气动
阀等。
逻辑控制原理图
用与、或、非和记忆等逻辑元件符号表示
执行机构的控制元件
因具有记忆能力，可以用逻辑记忆符号表示。
气动控制回路图
作为一个实际应用的控制回路，还需要在控制原理的基
础上进行补充设计。如需要解决气源处理问题，手动与自动的转换以及调压、调速、互锁、防干扰、等一系列问题。
14.2.4产品工位传送系统
A
1
A
(A)
(B)
B
1
B
a
b
a
1
c
b
1工作程序图A0
A
1
B
1
B
a
1
a
b
1
b
c
工作示意图
X-D 线图
B0
B1
A0
A1
备用栏
b 1*=b 1b1（B0 ）B0
4a 0*=a 0k 2a0（B1）B13a 1*=a 1a1（A0）A02b 0*=b 0k 1b0（A1）A11执行信号
4321X-D 线图
消除障碍信号的障碍段
利用中继阀排障输入信号采用原始信号中的相应信号。
置1端输入信号的起点在障碍信号起点前，终点在障碍段前——采用b1
置0端输入信号的起点在障碍信号的无障碍段中，且在置1端输入信号的终点后，终点置1端前——采用a1
工作程序图
A 0A 1
B 1B 0c
a 1
a 0k 2
b 1
b 0k 1
1
2
3
4
b 0c
a 1
a 0b 1
10
1
10
A 1A 0
B 1B 0
b 0k 1
k1k2
a 0k 2
a 1
b 1
画逻辑原理图
a 0
a 1
b 0
b 1
a 1
a 1
a 1
b 1
b 1
c
cb 0k 1
a 0k 2
k 2k 1
b 0k 1a 0k 2
画气动控制原理图
气动程序控制在工业自动化中的应用探究 摘要：气动程序控制在那些有特殊要求的食品加工、化工、化纤以及军工等行业当中具有尤为突出的应用价值，其不仅兼顾了PLC 控制的优势，而且还独具系统控制简捷快速、介质工作清爽干净、系统造价经济、设备便于维护保养等特点；尤其难能可贵的是，气动程序控制对于那些在粉尘污染严重以及易燃、易爆等恶劣生产环境中工作的设备而言，也是特别地适用；另外，气动程序控制还有一个关键的特性，那就是安全、可靠性极高。本文针对气动程序控制在工业自动化中的应用要求以及应用设计进行了浅要的分析和探讨。 关键词：气动程序控制；工业自动化；应用 一、引言 气动程序控制在工业自动化的应用当中，属于自动控制的典型方式之一，其不仅兼顾了PLC 控制的优势，而且还独具系统控制简捷快速、介质工作清爽干净、系统造价经济、设备便于维护保养等特点。尤其难能可贵的是，气动程序控制对于那些在粉尘污染严重以及易燃、易爆等恶劣生产环境中工作的设备而言，也是特别地适用。另外，气动程序控制还有一个关键的特性，那就是安全、可靠性极高。本文针对气动程序控制在工业自动化中的应用要求以及应用设计进行了浅要的分析和探讨。 二、气动程序控制在工业自动化中的应用要求 气动程序控制在工业自动化的应用中，被控设备是用于给弹体自动填装高能炸药的。设备具有储料装置、定量送料装置、定位装置、夹紧装置和振动装置等部分组成，上述装置均由双作用气缸驱动，设备位于自动输送线上。当输送线运送的弹体到达装药位置时，其操作程序分为以下几步：第一，夹紧装置手爪动作，夹紧弹体；第二定位装置下降，送药漏斗对准弹口；第三定量送料装置投料；第四振动装置振动，敲击送药漏斗侧壁，以使药粉不粘积在漏斗内壁。投料完毕，振动停止，定位装置上升，夹紧装置手爪松开，弹体随输送线运走，一个工作程序完毕。具体动作流程是：弹到装药位→夹爪夹紧→定位缸降→投料(振动) →停料(停振)→定位缸升→夹爪松开→弹走。因为设备是用于填装高能炸药，对系统的安全性要求特别高。以往相关设备的控制系统采用电控方式，虽然所有的电器元件都采用防爆式的，达到防爆等级，但由于工作环境的恶劣，炸药粉尘中的
机电控制课程 课程设计说明书 课程名称：机电控制PLC设计 设计题目：气动机械手控制系统设计 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间：2010 12 10
内容摘要 机械手是工业自动控制领域中经常用到的一种能够自动抓取、操作的装置，多用于自动生产线、自动机的上下料、数控设备的自动换刀装置中。由于气动技术是以压缩空气为介质，以气源为动力的能源传递技术，其工作可靠性高、使用寿命长、对环境没有污染，所以在机械手的驱动系统中常采用气动技术。气动机械手作为机械手的一种，它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境等优点而被广泛应用。因此，对气动机械手的研究具有重要的实际价值。 关键词：机械手 PLC 自动控制气动技术
目录 第一章引言 (3) 第二章 PLC的发展 2.1 PLC的由来和发展 (3) 2.2 可编程控制器的概念 (4) 2.3 PLC基本结构和工作原理 (5) 第三章气动机械手控制系统设计 3.1 I/o地址分配表 (7) 3.2 PLC系统选择 (7) 3.3 PLC的输入输出设备接线图 (7) 3.4系统控制方案流程图 (9) 3.5程序设计和梯形图 (10) 第四章总结 总结 (19) 致谢 (20) 参考文献 (21)
第一章引言 引言 PLC技术代表了当今电气程序控制的世界先进水平。它与数控技术，工业机器人技术已成为机械工业自动化和CIM的三大支柱。据预测，在90年代，美、日、德等发达国家的控制屏将完全由PLC所占据。由于PLC吸收了微电子技术和计算机技术的最新成果，发展十分迅速，使它已远远超出单纯取代继电器的应用领域，远远超出逻辑控制的范畴，在从单机自动化到整条生产线自动化，乃至整个工厂的生产自动化；从FMS、工业机器人到大型分散型控制系统中都担当着重要角色。 第二章 PLC的发展 2.1 PLC的由来和发展 1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号不断更新的要求，以在激烈的竞争的汽车工业中占有优势，提出要研制一种新型的工业控制装置来取代继电器控制装置，为此，特拟定了十项公开招标的技术要求，即： 1）编程简单方便，可在现场修改程序； 2）硬件维护方便，最好是插件式结构； 3）可靠性要高于继电器控制装置； 4）体积小于继电器控制装置； 5）可将数据直接送入管理计算机； 6）成本上可与继电器柜竞争； 7）输入可以是交流115V； 8）输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀； 9）扩展时，原有系统只需做很小的改动； 10）用户程序存储器容量至少可以扩展到4KB。 根据招标要求，1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台PLC （PDP—14型），并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业控制新时期。 PLC问世以来，其发展极为迅速。由最初的1位机发展为8位机，现在的大型PLC已采用了32位微处理器，可同时进行多任务操作，其技术已经相当成熟。
附件2：外文原文 Programmable Controller Designed for Electro-pneumatic Systems Summary this item is mainly the procedure which studies electricity system and in brief valid control current of air to launch machine to compatibly flow the appearance of system. It of the fulfillment foundation include according to the control procedure of particularly have of the current of air controller, automation design, current of air system and design according to the electronics of the tiny controller. 1. Brief introduction The automation which uses an electricity technique mainly constitutes to. from 3 part: Launch machine or motor, sensor or button, the form is zero partses such as the control of flower petal. Now, greatly part of system logic the controllers of the operation drive all procedure logic controller (PLC) replace. PLC sensor and switch's aring an importation to carry, but launch the direct control valve of machine is an exportation to carry and have an internal procedure to operate among them all circulate essential logic, imitate other devices like calculator, in fixed time machine etc., carry on a control to the whole movement appearance of system. Can according to need numerous time to establish and imitate thus of system, so all from PLC usage, this item contains vivid advantage. Therefore can save time, the danger of decrease error, in the meantime under the sistuation that use same material, it can be getting more precise. Many company that is on the market used the PLC of normal regulations and it can not only control with the current of air system, but also can use various electricity equipments. PLC wide range of application, can be apply in much industry to produce medium, even used for safety and automation of building in. Because of above various characteristic, the PLC provided a lot of resourceses in somely physically appliedly, even include not a resources of control the system and the electricity system was a kind of application like this.For the engineering of automation, the PLC usage is more expensive, particularly
第1章气动技术概论 1.1 气动技术的应用范围 我们在日常工作和生活中经常见到各种机器，如汽车、电梯、机床等通常都是由原动机、传 动装置和工作机构三部分组成。其中传动装置最常见的类型有机械传动、电力传动和流体传动。 流体传动是以受压的流体为工作介质对能量进行转换、传递、控制和分配。它可以分为气压传动、 液压传动和液力传动。 气压传动技术简称“气动技术”，是一门涉及压缩空气流动规律的科学技术。气动技术不仅被用来完成简单的机械动作，而且在促进自动化的发展中起着极为重要的作用。 从50年代起，气动技术不仅用于做功，而且发展到检测和数据处理。传感器、过程控制器 和执行器的发展导致了气动控制系统的产生。近年来，随着电子技术、计算机与通信技术的 发展及各种气动组件的性价比进一步提高，气动控制系统的先进性与复杂性进一步发展，在 自动化控制领域起着越来越重要的作用。 气动技术可使气动执行组件依工作需要作直线运动、摆动和旋转运动。气动系统的工作介质是压缩空气。压缩空气的用途极其广泛,从用低压空气来测量人体眼球内部的液体压力、 气动机械手焊接到气动压力机和使混凝土粉碎的气钻等,几乎遍及各个领域。在工业中的典 型应用如下： 1)材料输送（夹紧、位移、定位 与定向）、分类、转动、包装与计量、排 列、打印与堆置； 2)机械加工（钻、车削、铣、锯、 成品精加工、成形加工、质量控制） 3)设备的控制、驱动、进给与压 力加工； 4)工件的点焊、铆接、喷漆、剪 切； 5)气动机器人； 6)牙钻。 图1.1所示的两条传送带的气动旋转分配装置，可通过气缸的伸缩使工件传输到相应的地方。 1.2 基本气动系统的组成 基本的气动系统如图1.2所示，它由压缩空气的产生和输送系统及压缩空气消耗系统二个主要部分组成。 一、压缩空气产生系统各组件及其主要功能 （一）压缩机：将大气压力的空气压缩并以较高的压力输给气动系统，把机械能 转变为气压能。 （二）电动机：把电能转变成机械能，给压缩机提供机械动力。 （三）压力开关：将储气罐内的压力转变为电信号，用来控制电动机。它被调节 到一个最高压力，达到这个压力就使电动机停止；也被调节另一个最低压力， 储气罐内压力跌到这个压力就重新激活电动机。 （四）单向阀：让压缩空气从压缩机进入气罐，当压缩机关闭时.阻止压缩空气反 方向流动。 （五）储气罐：贮存压缩空气。它的尺寸大小由压缩机的容量来决定，储气罐的 容积愈大，压缩机运行时间间隔就愈长。 （六）压力表：显示储气罐内的压力。 （七）自动排水器：无需人手操作，排掉凝结在储气罐内所有的水。 （八）安全阀：当储气罐内的压力超过允许限度，可将压缩空气溢出。 （九）冷冻式空气干燥器：将压缩空气冷却到零上若干度，使大部分空气中的湿气 凝结，以减少系统中的水份。
第一章气动技术概论 1.1 气动技术的应用范围 我们在日常工作和生活中经常见到各种机器，如汽车、电梯、机床等通常都是由原动机、传动装置和工作机构三部分组成。其中传动装置最常见的类型有机械传动、电力传动和流体传动。流体传动是以受压的流体为工作介质对能量进行转换、传递、控制和分配。它可以分为气压传动、液压传动和液力传动。 气压传动技术简称“气动技术”，是一门涉及压缩空气流动规律的科学技术。气动技术不仅被用来完成简单的机械动作，而且在促进自动化的发展中起着极为重要的作用。从50年代起，气动技术不仅用于做功，而且发展到检测和数据处理。传感器、过程控制器和执行器的发展导致了气动控制系统的产生。近年来，随着电子技术、计算机与通信技术的发展及各种气动组件的性价比进一步提高，气动控制系统的先进性与复杂性进一步发展，在自动化控制领域起着越来越重要的作用。 气动技术可使气动执行组件依工作需要作直线运动、摆动和旋转运动。气动系统的工作介质是压缩空气。压缩空气的用途极其广泛,从用低压空气来测量人体眼球内部的液体压力、气动机械手焊接到气动压力机和使混凝土粉碎的气钻等,几乎遍及各个领域。在工业中的典型应用如下： 1)材料输送（夹紧、位移、定位与定向）、分 类、转动、包装与计量、排列、打印与堆置； 2)机械加工（钻、车削、铣、锯、成品精加工、 成形加工、质量控制） 3)设备的控制、驱动、进给与压力加工； 4)工件的点焊、铆接、喷漆、剪切； 5)气动机器人； 6)牙钻。 图 1.1所示的两条传送带的气动旋转分配 装置，可通过气缸的伸缩使工件传输到相应的地方。 1.2 基本气动系统的组成 基本的气动系统如图1.2所示，它由压缩空气的产生和输送系统及压缩空气消耗系统二个主要部分组成。 一、压缩空气产生系统各组件及其主要功能 （一）压缩机：将大气压力的空气压缩并以较高的压力输给气动系统，把机械能转变为气压能。 （二）电动机：把电能转变成机械能，给压缩机提供机械动力。 （三）压力开关：将储气罐内的压力转变为电信号，用来控制电动机。它被调节到一个最高压力，达到这个压力就使电动机停止；也被调节另一个最低压力， 储气罐内压力跌到这个压力就重新激活电动机。 （四）单向阀：让压缩空气从压缩机进入气罐，当压缩机关闭时.阻止压缩空气反方向流动。
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 自动装箱气动控制系统设 计 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-9452-51 自动装箱气动控制系统设计 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 目前，实现自动化生产是各个工业部门提高效率、增加产能的重要手段之一。在自动化生产流水线上，包装环节是不可或缺的一个部分。实现自动装箱的方法有多种，而其中气动控制系统的应用十分广泛。气动控制系统具有装置结构简单、轻便，安装维护方便，压力等级低，使用安全，环保无污染，响应速度快，防火、防爆、防潮，且气源制造简单，成本低等优点，适合工业中复杂的工作环境。此外，针对自动装箱系统需要产品在箱内整齐划一的特点，气动控制系统通过多个行程开关及气缸的组合设计，使得在自动装箱过程中，不但能够提高装箱效率，而且还能够高品质地完成产品的整齐装箱。 自动装箱气动控制系统的组成 装箱系统的全部动作由托箱气缸、托产品气缸、
机电控制课程课程设计说明书 课程名称：机电控制PLC设计 设计题目：气动机械手控制系统设计专业：机械设计制造及其自动化班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间：2010 12 10
内容摘要 机械手是工业自动控制领域中经常用到的一种能够自动抓取、操作的装置，多用于自动生产线、自动机的上下料、数控设备的自动换刀装置中。由于气动技术是以压缩空气为介质，以气源为动力的能源传递技术，其工作可靠性高、使用寿命长、对环境没有污染，所以在机械手的驱动系统中常采用气动技术。气动机械手作为机械手的一种，它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境等优点而被广泛应用。因此，对气动机械手的研究具有重要的实际价值。 关键词：机械手 PLC 自动控制气动技术
目录 第一章引言 (3) 第二章 PLC的发展 2.1 PLC的由来和发展 (3) 2.2 可编程控制器的概念 (4) 2.3 PLC基本结构和工作原理 (5) 第三章气动机械手控制系统设计 3.1 I/o地址分配表 (7) 3.2 PLC系统选择 (7) 3.3 PLC的输入输出设备接线图 (7) 3.4系统控制方案流程图 (9) 3.5程序设计和梯形图 (10) 第四章总结 总结 (19) 致谢 (20) 参考文献 (21)
第一章引言 引言 PLC技术代表了当今电气程序控制的世界先进水平。它与数控技术，工业机器人技术已成为机械工业自动化和CIM的三大支柱。据预测，在90年代，美、日、德等发达国家的控制屏将完全由PLC所占据。由于PLC吸收了微电子技术和计算机技术的最新成果，发展十分迅速，使它已远远超出单纯取代继电器的应用领域，远远超出逻辑控制的范畴，在从单机自动化到整条生产线自动化，乃至整个工厂的生产自动化；从FMS、工业机器人到大型分散型控制系统中都担当着重要角色。 第二章 PLC的发展 2.1 PLC的由来和发展 1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号不断更新的要求，以在激烈的竞争的汽车工业中占有优势，提出要研制一种新型的工业控制装置来取代继电器控制装置，为此，特拟定了十项公开招标的技术要求，即： 1）编程简单方便，可在现场修改程序； 2）硬件维护方便，最好是插件式结构； 3）可靠性要高于继电器控制装置； 4）体积小于继电器控制装置； 5）可将数据直接送入管理计算机； 6）成本上可与继电器柜竞争； 7）输入可以是交流115V； 8）输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀； 9）扩展时，原有系统只需做很小的改动； 10）用户程序存储器容量至少可以扩展到4KB。 根据招标要求，1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台PLC （PDP—14型），并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业控制新时期。 PLC问世以来，其发展极为迅速。由最初的1位机发展为8位机，现在的大型PLC已采用了32位微处理器，可同时进行多任务操作，其技术已经相当成熟。
河南工业大学机械工程实验教学中心典型案例视频简介 目 录 １．气动回路设计及搭接实验…………………………………………………………１ ２．带传动的滑差率与效率测定实验………………………………………………１３ ３．在大型工具显微镜上测量螺纹量规……………………………………………１４
气动回路设计及搭接实验 ——模拟加热炉炉门的行程控制 一、实验特色 本实验为设计性实验。通过学生对系统功能的理解，结合课堂上所学的理论知识，根据现有的实验设备及元器件，自行设计出完成规定功能的气动系统回路，同时设计ＰＬＣ控制程序，并在实验室进行回路的组装搭接及调试，最终达到实验目的。该实验具有以下一些特色： １．摆脱了过去实验单一、死板的模式，使实验更具有新意和活力。 ２．采用先进的模块化实验教学系统，系统组合更加灵活方便。 ３．设计、组装、调试三位一体，既培养了学生的创新意识，也使学生应用知识的能力、设计能力、动手能力、分析问题和解决问题的能力得到了充分的锻炼。 二、实验目的 １．了解和掌握基本气动控制系统的构成及各组成部分的原理。 ２．了解常用气动控制元件的结构及性能，掌握单向节流阀的结构及工作原理，掌握气源装置及气动三联件的工作原理和主要作用。 ３．学习和掌握气动回路的设计和搭接方法，学习和掌握电控阀及气控阀的原理及ＰＬＣ控制在系统中的应用方法。 ４．培养设计、安装、联接和调试气动回路的实践能力。 三、实验内容及要求 采用ＰＬＣ进行气动回路的控制，模拟加热炉门的开闭动作。其示意图如下： 实验内容及要求如下： １．掌握气动控制回路的设计、组装、调试的基本原理及方法。
纯气动应用实例 7.1冲压印字机 如图7.1所示，阀体成品上需要冲印P 、A 、B 及R 等字母标志。将阀体放置在一握器内。 气缸1.0冲印阀体上的字母。气缸2.0(B)推送阀体自握器落入一筐篮内。 7.2 清洗池 某盘形工件在一清洗池内清洗。一气缸推动盛满盘形工件的筐篮在清洗池内升降上下。 要求条件可采用二种程序完成清洗，第一种程序：操作者用手动完成容器的上、下运动；第二种程 序：操作者 手动产生起 动信号，经过一预先设定的时间后自行切断清洗操作。其具体位移—步骤图如图7.4所示，动作顺序如表7.1所示。在阀1.8切断前容器不停的进行上下摆动。
表7.1 顺序图 7.3 滚珠轴承的装配夹持器 在一装配在 线上装配滚珠轴 承。 滚珠轴承经零件装配后，利用一气压气缸1.0固定握住。气缸2.0(B)操作黄油压床使滚珠轴承充满黄油。因为在此装配在线需要装配不同尺寸的滚珠轴承，黄油压床的冲程速度须为可以调整。
控制顺序: 操作阀1.2(起动)使阀1.1在Z 接转。气缸1.0(A)外伸,压紧滚珠轴承。在气缸的外端点位置，操作阀1.12/2.2及因此通过梭动阀1.4使控制链1被自动保持。在同时一个讯号 送入阀2.1的Z 。使气缸2.0(B)外伸至前端点位置。操作阀2.3后开始回行运动。在阀1.9、阀2.3及1.7使回动阀1.5／2.6接转前，气缸2.0(B)继续产生摆动运动。压缩空气进入作动组件2.1的Y 。气缸2.0(B)回行至后端点位置。空气进入阀1.5／2.6及阀1.3／l.6的Z,使阀1.1排放。气缸1.0(A)再度回到后端点位置。阀1.8及1.10联合成为一安全措施。当气缸1.0(A)完全缩回时才能开始新的循环。 7.4 冲口器 夹持器在工件的孔端冲三个开口。 该设备的工作原理如图7.8所示。用手将工件放在夹持器内。起动讯号使气缸1.0(A)移送冲模进入长方形工件内。自此以后，气缸2.0(D)、3.0(C)及4.0(D)一个接一个推动冲头在工件孔内冲开口。在气缸4.0(D)的最后冲口操作完成后，所有三个冲糙气缸2.0（B ）、3.0(C)及4.0(D)返回至它们的起始位置。气缸1.0(A)从工件抽回冲模，完成最后的运动。用手将已冲口工件从夹持器上拿出。该设备的位移一步骤图如图7.9所示，动作顺序如表7.2所示。
气动技术实验<一>：气动基本回路实验 1.实验目的 任何复杂的气动系统一般都是由一些最简单的基本回路组成。所谓基本回路就是由一定的气压元器件和管路组合起来用以完成某些功能的基本气路结构。虽然基本回路相同，但是由于其组合方式不同，所得到的系统功能各有不同。因此，熟悉和掌握各种气动基本回路的组成结构、工作原理和性能特点，有助于正确分析和设计气动系统，并提高解决系统中出现问题的能力。气动基本回路按其在系统中的作用可以分为压力控制回路、方向控制回路、速度控制回路和逻辑控制回路等。通过实验要求达到以下目的： （1）掌握气源装置及气动三联件的工作原理和主要作用。 （2）掌握气压元件在气动控制回路中的应用,了解常用气动控制元件的结构及性能，掌握单向节流阀、气动逻辑元件的结构及工作原理。 （3）加深认识气动基本回路及典型气压传动系统的组合形式和基本结构。 2.实验装置 FESTO气动教学实验台。 3.实验原理 见实验原理图。 （1）双压阀逻辑调速回路
（2）梭阀逻辑压力控制回路 4.实验步骤 （1）按照实验回路图的要求，取出所要用的气动元件，检查型号是否正确； （2）将检查完毕性能完好的气动元件安装在实验台合适的位置，通过气管按回路要求进行连接； （3）接通压缩空气源，调定减压阀输出压力； （4）调节调速回路中单向节流阀开口，调节压力控制回路压力顺序阀压力值。 （5）实现所要求回路动作，改变节流阀开口和压力顺序阀压力值，观察气缸运动情况。 （6）观察两个回路中逻辑阀实现的功能。 5.思考题 （1）气压传动有何特点？与液压传动系统有何不同？ （2）气动三联件是什么，在什么情况下可使用的气动二联件，实验中使用的是什么？ （3）调速回路中为什么使用排气调速，使用进气调速是否可以，为什么？ （4）双压阀和梭阀在回路中分别实现的是什么逻辑功能？是否可以采用其他元件替代以实现相同功能？ （5）气动方向阀的控制方式有哪几种？
气动控制系统设计 作者：罗盛来，2004-7-28 19:43:00 发表于：《流体控制论坛》共有20人回复，3892次点击气动控制系统设计 在这之前我只介绍液压系统一些基本知识，对气动回路设计谈的很少，为了补充在这工作方面的不足，几天我们来一起学习一些气动回路控制系统的设计知识。并欢迎大家一起讨论！希望本篇文章起到抛砖引玉的作用！ 1、气动控制系统的组成。 在气动控制系统中，气动发生装置一般为空气压缩机，它将原动机供给的机械能转换为气体的压力能；气动执行元件则将压力能转化为机械能，完成规定动作；在这两部分之间，根据机械或设备工作循环运动的需求、按一定顺序将各种控制元件（压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀和逻辑元件）、传感元件和气动辅件连接起来。 设计程序有关事项 2.1设计程序 2.1.1调研主机工作要求，明确设计依据。 A.了解主机结构、循环动作过程、执行元件操作力、运动速度及调整范围、运动平稳性、定位精度、传感器元件安装位置、信号转换、联锁要求、紧急停车、操作距离和自动化程度等。 B.工作环境，如温度及变化范围、湿度、振动、冲击、灰尘、腐蚀、防爆要求等。 C.是否要和电气、液压系统相配合，如需要须了解相应的安装位置等。 D.其他要求，如气控装置的重量、外形尺寸、价格要求等要求。 2.1.2气动回路设计 A.由执行元件数目、工作要求和循环动作过程，拟出执行元件的工作程序图。根据工作速度要求确定每一个气缸在一分钟内的动作次数。 B.根据元件的工作程序，参考各种气动基本回路，按程序控制回路设计方法，设计气动回路。 为了得到最合理的气动回路，设计时可做几种法案比较，如气控制，气-----电控制，射流控制方案等进行选择，绘出气动回路图，使用电磁阀的场合，同时还绘出电气回路图。 2.1.3执行元件选择和计算 气动执行元件的类型一般应与主机相协调，即直线往复运动应选择气缸，回转运动应选择气动马达，往复摆动应选择摆动缸。 2.1.4控制元件选择 根据系统或执行元件的工作压力和通过阀的最大流量，选用各生产厂制造的阀和气动元件。选择各种控制阀或逻辑元件时应考虑的特性有：
安全管理编号：YTO-FS-PD704 自动装箱气动控制系统设计通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
自动装箱气动控制系统设计通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 目前，实现自动化生产是各个工业部门提高效率、增加产能的重要手段之一。在自动化生产流水线上，包装环节是不可或缺的一个部分。实现自动装箱的方法有多种，而其中气动控制系统的应用十分广泛。气动控制系统具有装置结构简单、轻便，安装维护方便，压力等级低，使用安全，环保无污染，响应速度快，防火、防爆、防潮，且气源制造简单，成本低等优点，适合工业中复杂的工作环境。此外，针对自动装箱系统需要产品在箱内整齐划一的特点，气动控制系统通过多个行程开关及气缸的组合设计，使得在自动装箱过程中，不但能够提高装箱效率，而且还能够高品质地完成产品的整齐装箱。 自动装箱气动控制系统的组成 装箱系统的全部动作由托箱气缸、托产品气缸、装箱气缸和推箱气缸完成。四个气缸都是普通双作用气缸，驱动气缸动作的是四个二位五通的双电控换向阀，气缸动作的位置和距离由多个行程开关来决定。 2.1.产品托放过程
气动控制系统设计 2007-08-23 11:43 气动控制系统设计 1、气动控制系统的组成。 在气动控制系统中，气动发生装置一般为空气压缩机，它将原动机供给的机械能转换为气体的压力能；气动执行元件则将压力能转化为机械能，完成规定动作；在这两部分之间，根据机械或设备工作循环运动的需求、按一定顺序将各种控制元件（压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀和逻辑元件）、传感元件和气动辅件连接起来。 设计程序有关事项 2.1设计程序 2.1.1调研主机工作要求，明确设计依据。 A.了解主机结构、循环动作过程、执行元件操作力、运动速度及调整范围、运动平稳性、定位精度、传感器元件安装位置、信号转换、联锁要求、紧急停车、操作距离和自动化程度等。 B.工作环境，如温度及变化范围、湿度、振动、冲击、灰尘、腐蚀、防爆要求等。 C.是否要和电气、液压系统相配合，如需要须了解相应的安装位置等。 D.其他要求，如气控装置的重量、外形尺寸、价格要求等要求。 2.1.2气动回路设计 A.由执行元件数目、工作要求和循环动作过程，拟出执行元件的工作程序图。根据工作速度要求确定每一个气缸在一分钟内的动作次数。 B.根据元件的工作程序，参考各种气动基本回路，按程序控制回路设计方法，设计气动回路。 为了得到最合理的气动回路，设计时可做几种法案比较，如气控制，气-----电控制，射流控制方案等进行选择，绘出气动回路图，使用电磁阀的场合，同时还绘出电气回路图。 2.1.3执行元件选择和计算 气动执行元件的类型一般应与主机相协调，即直线往复运动应选择气缸，回转运动应选择气动马达，往复摆动应选择摆动缸。 2.1.4控制元件选择 根据系统或执行元件的工作压力和通过阀的最大流量，选用各生产厂制造的阀和气动元件。选择各种控制阀或逻辑元件时应考虑的特性有： 1工作压力 2额定流量 3响应速度 4使用温度范围 5最低工作压力和最低控制压力 6使用寿命 7空气泄漏量 8尺寸及联接形式 9电气特性等 选择控制阀时除了根据最大流量外，还应考虑最小稳定流量，以保证气缸稳定工作。
气动阀门的控制常识 点击次数：360 发布时间：2009-12-6 11:33:52 气动阀门的控制常识 概述 一、气动控制阀的分类 气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向，并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。 除上述三类控制阀外，还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件，包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上，逻辑元件基本上和方向控制阀相同，仅仅是体积和通径较小，一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来，随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用，气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。 从控制方式来分，气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中，通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作；连续控制系统中，除了要用压力、流量控制阀外，还要采用伺服、比例控制阀等，以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。 二、气动控制阀和液压阀的比较
（一）使用的能源不同 气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法，根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路，便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。 （二）对泄漏的要求不同 液压阀对向外的泄漏要求严格，而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说，除间隙密封的阀外，原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。 对气动管道来说，允许有少许泄漏；而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。 （三）对润滑的要求不同 液压系统的工作介质为液压油，液压阀不存在对润滑的要求；气动系统的工作介质为空气，空气无润滑性，因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料，或者采取必要的防锈措施。 （四）压力范围不同 气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内，少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高（通常在50Mpa以内）。若气动阀在超过最高容许压力下使用。往往会发生严重事故。 （五）使用特点不同 一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻，易于集成安装，阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展，已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接，也可与电子器件一起安装在印刷线路板上，通过标准板接通气电回路，省却了大量配线，适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合 三、气动控制阀的结构特性 气动控制阀的结构可分解成阀体（包含阀座和阀孔等）和阀心两部分，根据两者的相对位置，有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为：截止式、滑柱式和滑板式三类阀。 （一）截止式阀的结构及特性 截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动，控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中，在阀的P口输入工作气压后，阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上，压缩空气不能从A口流出；图4.2b为阀杆受到向下的作用力后，阀芯向下移动，脱离阀座，压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。
@ 目录之中。 机电工程学院 、 课程设计说明书设计题目: 气动机械手控制系统设计 学生姓名： 学号： 专业班级：机制F09 、 指导教师：
2012 年 12 月 12 日
内容摘要 在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。自从工业机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。在我国，近几年也有较快的发展，并取得了一定的效果，受到机械工业和铁路工业等部门的重视。机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。机械手一般由耐高温、抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。PLC可以按照所需要求完成机械手的设计，使机械手的设计简单化，大大节省了时间。本文应用西门子S7—200系列PLC来实现气动机械手的搬运控制系统，该系统充分利用了可编程控制器（PLC）的控制功能。利用可编程技术结合相应的硬件装置，控制气动机械手完成各种动作。该系统具有结构简单、可靠稳定、容易控制等优点。 关键词：气动机械手；S7—200系列PLC；CPU226；
目录 第1章引言 (1) 第2章系统总体方案设计 (2) 程序设计的基本思路 (2) 气动机械手的控制要求 (2) 系统的硬件结构与操作功能 (2) 硬件结构 (2) 气动机械手的操作功能 (3) 第3章 PLC控制系统设计 (4) 可编程控制器的CPU选择 (4) 气动机械手的I/O地址分配表 (4) PLC的输入输出设备接线图 (5) 气动机械手控制流程图 (6) 程序设计梯形图 (7) 语句表 (15) PLC程序调试 (23) 结论 (30) 设计总结 (31) 谢辞 (32) 参考文献 (33)
14.1气动系统设计概述 14.1.1 气动控制系统分类 ●伺服控制系统 ●程序控制系统 ●数字控制系统 第十四章节气动控制系统设计 14.1气动系统设计的内容及步骤 14.1.1 气动控制系统分类 ●伺服控制系统 ●程序控制系统 ●数字控制系统 第十四章节气动控制系统设计 14.1.2 设计步骤 弄清设计要求，如负载大小、调速要 求、自动化程度和对环境的要求等。 气动回路设计，如控制方案的选择， 设计方法的确定，系统图的绘制。 元件选择与计算，如动力元件、执行 元件、控制远见的选择与计算。 14.1.3主要设计内容 明确设计要求: 1）了解主机的结构、传动方式，动作循环、控制方式等方面的要求； 2）了解设备的工作环境、工作条件、的负载性质、运动性能、定位精度等方面要求； 3）了解设备是否需要与电气、液压联合控制、自动化程度方面要求； 4）了解其它方面，如外形、气控装置的安装位置、价格等方面要求。 气动回路的设计 1）根据执行元件的数目、动作要求画出方框图或 动作程序，根据工作速度要求确定每个气缸或其它执行 元件在单位时间内的动作次数； 2）根据执行元件的动作程序，按本节气动程序控制 回路设计方法设计出气动逻辑原理图，然后进行辅助设 计，此时可参考各种基本回路，设计出气控回路来； 3）使用电磁气阀时，要绘制出电气控制图。 执行元件的选择 气动执行元件的类型及安装方式等应与主机协调。一般情况下直线往复运动选用气缸，连续回转运动选用气马达， 往复摆动选用摆动缸等。 控制元件的选择 根据控制回路或执行元件的工作压力和阀的额定流量，选用通用的阀类或设计专用的气动元件。选择各控制阀或逻 辑元件时，主要考虑的特性有：工作压力范围、额定流量、 换向时间、使用温度范围、最低工作压力和最低控制压力、 使用寿命、空气泄漏量等。 气动辅件的选择 气动辅件的选择主要考虑过滤器、油雾器、消声器等远见的选择。过滤器的通径按额定流量大小选取；油雾器要根据流量和油雾器颗粒大小要求选择；消声器可根据环保要求和气动元件管件选取。 空压机的选择 由于使用压缩空气单位的负荷波动情况不同，故空压机容量的确定要充分了解不同用户的用气规律性。参考同类型工厂已有数据，必要时可进行一些估算，根据实际情况确定。 在连续耗气的情况下，压缩空气的供气量q可按下述内容进行估算。 式中 q imax——系统内第i台设备的最大自由空气消耗量m3/s； n——系统内的气动设备数目； Ψ——利用系数； K1——漏损系数，K1=1.15～1.5; K2——备用系数，K2=1.3～1.6； ∑ = = n i i q K ψK q 1 max 2 1 程序控制的分类 行程程序控制 执行机构某一步动作完成以后，由行程发信器发出信号，信号输入逻辑控制回路，经逻辑运算后，发出控制信号，指挥 执行元件动作。动作完成后，又发出信号给逻辑控制回路，使 整个程序循环地进行下去。 外部输入信号逻辑控制回路转换、放大元件执行机构 行程发信器 14. 2气动系统程序控制设计方法 时间程序控制 时间程序控制的方法是通过脉冲分配回路，按一定的时间间隔，把回路输出的脉冲信号分配给相应的执行机构。时 间程序控制属于开环控制系统。 行程、时间混合控制 上述两种程序控制的组合。 时间发信装置脉冲分配器执行机构
项目二气压系统基本回路 【课题名称】任务3 设计与搭建自动送料装置气动控制回路 【课时安排】2学时 【教学目标】 1．掌握行程程序控制的相关知识。 2．学会使用行程阀。 【教学重点】 1.掌握行程程序控制的相关知识。 2.行程阀的使用。 【教学难点】行程阀的使用。 【关键点】行程阀的使用 【教学方法】理实一体、讨论法、多媒体展示 【教具资源】实训室、多媒体教学设施 【教学过程】 一、导入新课 教师展示自动送料装置的动作过程，激发学生的好奇心，引出本课题的学习。 二、讲授新课 教学环节1 任务布置及分析 教师活动：通过自动送料装置的分析，要求学生利用实训设备完成回路的设计与搭建。 学生活动：分析装置运动特点，讨论气动结构，明确本课题的任务要求。 教学环节2 知识链接 教师活动：通过分析装置工作要求，介绍本任务所需掌握的行程控制回路相关知识。 学生活动：思考行程程序控制回路的特点，掌握回路的控制方法。 知识点： 一、行程程序控制回路及其特点 各种自动机械或自动生产线，大多是按程序工作的。所谓程序控制，就是根据生产过程的要求，使被控制的执行元件，按预先规定的顺序协调动作的一种自动控制方式。根据控制方式的不同，程序控制可分为时间程序控制、行程程序控制和混合程序控制三种。 二、行程程序控制回路的实现 在采用行程程序控制的气动控制回路中，每一个动作都由前一个动作的完成信号进行启动，所以在回路中，应有对前一个执行元件动作到位情况的检测元件，一般是位置传感器，包括行程阀、行程开关、各种接近开关等。在一个回路中有多少个动作步骤就应有多少个位置传感器。有时安装位置传感器比较困难或根本无法进行位置检测时，行程信号也可用时间、压力信号等其他类型的信号来代替。此时，所使用的检测元件也不再是位置传感器，而是相应的时间、压力检测元件。
首页 当前位置：电子教案 第7章 纯气动应用实例 7.1冲压印字机 如图7.1所示，阀体成品上需要冲印P 、A 、B 及R 等字母标志。将阀体放置在一握器内。 气缸1.0冲印阀体上的字母。气缸2.0(B)推送阀体自握器落入一筐篮内。 7.2 清洗池 某盘形工件在一清 洗池内清洗。一气缸推动盛满盘形工件的筐 篮在清洗池 内升降 上下。 要求条件可采用二种程序完成清洗，第一种程序：操作者用手动 完成容器的上、下运动；第二种程 序：操作者 手动产生起 动信号，经过一预先设定的时间后自行切断清洗操作。其具体位移—步骤图如图7.4所示，动作顺序如表7.1所示。在阀1.8切断前容器不停的进行上下摆动。
7.3 滚珠轴承的装配夹持器 在一装配在 线上装配滚珠轴 承。 滚珠轴承经零件装配后，利用一气压气缸1.0固定握住。气缸2.0(B)操作黄油压床使滚珠轴承充满黄油。因为在此装配在线需要装配不同尺寸的滚珠轴承，黄油压床的冲程速度须为可以调整。
控制顺序: 操作阀1.2(起动)使阀1.1在Z接转。气缸1.0(A)外伸,压紧滚珠轴承。在气缸的外端点位置，操作阀1.12/2.2及因此通过梭动阀1.4使控制链1被自动保持。在同时一个讯号 阀2.3及1.7使回动阀1.5／2.6接转前，气缸2.0(B)继续产生摆动运动。压缩空气进入作动组件2.1的Y。气缸2.0(B)回行至后端点位置。空气进入阀1.5／2.6及阀1.3／l.6的Z,使阀1.1排放。气缸1.0(A)再度回到后端点位置。阀1.8及1.10联合成为一安全措施。当气缸1.0(A)完全缩回时才能开始新的循环。 7.4 冲口器 夹持器在工件的孔端冲三个开口。 该设备的工作原理如图7.8所示。用手将工件放在夹持器内。起动讯号使气缸1.0(A)移送冲模进入长方形工件内。自此以后，气缸2.0(D)、3.0(C)及4.0(D)一个接一个推动冲头在工件孔内冲开口。在气缸4.0(D)的最后冲口操作完成后，所有三个冲糙气缸2.0（B）、3.0(C)及4.0(D)返回至它们的起始位置。气缸1.0(A)从工件抽回冲模，完成最后的运动。用手将已冲口工件从夹持器上拿出。该设备的位移一步骤图如图7.9所示，动作顺序如表7.2所示。