電氣控制電路的設(shè)計(jì)方法

電氣控制電路的設(shè)計(jì)方法通常有兩種：1．分析設(shè)計(jì)法2．邏輯設(shè)計(jì)法1．分析設(shè)計(jì)法分析設(shè)計(jì)法是根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，選擇適當(dāng)?shù)幕经h(huán)節(jié)（典型控制電路）或經(jīng)過(guò)考驗(yàn)的成熟電路，按各部分的連鎖條件組合起來(lái)，加以補(bǔ)充和修改，綜合成滿足控制要求的完整電路。由于這種設(shè)計(jì)方法是以熟練掌握各種電氣控制典型電路和具備一定的閱讀分析各種電氣控制電路的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，所以又稱為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。這種方法為一般工程技術(shù)人員所常用。

用分析設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)控制電路時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)原則。

1．應(yīng)最大限度地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械和工藝對(duì)電氣控制電路的要求2．保證控制電路工作的可靠和安全

3．在滿足生產(chǎn)要求的前提下，控制電路應(yīng)力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)4．應(yīng)盡量使操作和維修方便

分析設(shè)計(jì)法在設(shè)計(jì)過(guò)程中往往還要經(jīng)過(guò)多次反復(fù)地修改、試驗(yàn)，才能使電路符合設(shè)計(jì)的要求。即使這樣，設(shè)計(jì)出來(lái)的電路可能不是最簡(jiǎn)，所用的電器及觸點(diǎn)不一定最少，所得出的方案不一定是最佳方案。2．邏輯設(shè)計(jì)法 邏輯設(shè)計(jì)法是利用邏輯代數(shù)這個(gè)數(shù)學(xué)工具來(lái)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)備的工藝要求，將執(zhí)行元件需要的工作信號(hào)以及主令電器的接通與斷開(kāi)看成邏輯變量，并根據(jù)控制要求將它們之間的關(guān)系用邏輯函數(shù)來(lái)表達(dá)，然后再運(yùn)用邏輯函數(shù)基本公式和運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行簡(jiǎn)化，使之成為需要的最簡(jiǎn)“與、或”關(guān)系式。根據(jù)最簡(jiǎn)關(guān)系式畫(huà)出相應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)圖，最后再作進(jìn)一步的檢查和完善，獲得需要的控制電路?？刂齐娐返倪壿嬙O(shè)計(jì)方法繼電器接觸器組成的控制電路，分析其工作狀況常以線圈通電或斷電來(lái)判定。構(gòu)成線圈通斷條件是供電電源及與線圈相聯(lián)結(jié)的那些動(dòng)合、動(dòng)斷觸點(diǎn)所處的狀態(tài)。若認(rèn)為供電電源E不變，則觸點(diǎn)的通斷是決定因素。電器觸點(diǎn)只存在接通或斷開(kāi)兩種狀態(tài)分別用“1”、“0"表示。對(duì)于繼電器、接觸器、電磁鐵、電磁閥、電磁離合器等元件，線圈通電狀態(tài)規(guī)定為“1”狀態(tài)，失電則規(guī)定為“0”狀態(tài)。有時(shí)也以線圈通電或失電作為該元件是處于“1”狀態(tài)或是“O”狀態(tài)。繼電器、接觸器的觸點(diǎn)閉合狀態(tài)規(guī)定為“1”狀態(tài)；觸點(diǎn)斷開(kāi)狀態(tài)規(guī)定為“0”狀態(tài)?？刂瓢粹o、開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)閉合狀態(tài)規(guī)定為“1”狀態(tài)；觸點(diǎn)斷開(kāi)狀態(tài)規(guī)定為“0”狀態(tài)。作以上規(guī)定后，繼電器、接觸器的觸點(diǎn)與線圈在原理圖上采用同一字符命名。為了清楚地反映元件狀態(tài)，元件線圈、動(dòng)合觸點(diǎn)的狀態(tài)用同一字符來(lái)表示，而動(dòng)斷觸點(diǎn)的狀態(tài)以表示(K上面的一杠，表示“非”，讀K非)，若元件為“1”狀態(tài)，則表示線圈“通電”，繼電器吸合，其動(dòng)合觸點(diǎn)“接通”，動(dòng)斷觸點(diǎn)“斷開(kāi)”?！巴姟薄ⅰ敖油ā倍际恰?”狀態(tài)，而斷開(kāi)則為“0”狀態(tài)。若元件為“0”狀態(tài)，則與上述相反。以“0”、“1”表征兩個(gè)對(duì)立的物理狀態(tài)，反映了自然界存在的一種客觀規(guī)律——邏輯代數(shù)。它與數(shù)學(xué)中數(shù)值的四則運(yùn)算相似，邏輯代數(shù)(也稱開(kāi)關(guān)代數(shù)或布爾代數(shù))中存在著邏輯與(邏輯乘)、邏輯或(邏輯加)、邏輯非的三種基本運(yùn)算，并由此而演變出一些運(yùn)算規(guī)律。運(yùn)用邏輯代數(shù)可以將繼電器接觸器系統(tǒng)設(shè)計(jì)得更為合理，設(shè)計(jì)出的電路能充分地發(fā)揮元件作用，使所應(yīng)用的元件數(shù)量最少，但這種設(shè)計(jì)一般難度較大。在設(shè)計(jì)復(fù)雜的控制電路時(shí)，邏輯設(shè)計(jì)有明顯的優(yōu)點(diǎn)。2.5.1邏輯運(yùn)算用邏輯函數(shù)來(lái)表達(dá)控制元件的狀態(tài)，實(shí)質(zhì)是以觸點(diǎn)的狀態(tài)(以斜體的同一字符表示)作為邏輯變量，通過(guò)邏輯與、邏輯或、邏輯非的基本運(yùn)算，得出的運(yùn)算結(jié)果就表明了繼電接觸器控制電路的結(jié)構(gòu)。邏輯函數(shù)的電路實(shí)現(xiàn)是十分方便的。

邏輯與——觸點(diǎn)串聯(lián)圖2—23所示的串聯(lián)電路就實(shí)現(xiàn)了邏輯與的運(yùn)算，邏輯與運(yùn)算用符號(hào)“·”表示(也可省略)。接觸器的狀態(tài)就是其線圈K的狀態(tài)(以斜體的同一字符表示)，當(dāng)電路接通，線圈K通電，則K=1；如電路斷開(kāi)，線圈K失電，則K=0。圖2-23的電路就可用邏輯關(guān)系式表示為K=A·B

若將輸入邏輯變量A、B與輸出邏輯變量K列成表格形式，則稱此表為真值表。表2-9即為邏輯與的真值表。由真值表可總結(jié)邏輯與的運(yùn)算規(guī)律：雖然“O”、“1”不是數(shù)值的量度，但其運(yùn)算法則在形式上與普通數(shù)學(xué)的乘法運(yùn)算相同。

圖2-23“與”電路表2-9邏輯與的真值表ABK=A·BO101O011OO01

邏輯或——觸點(diǎn)并聯(lián)圖2-24所示的并聯(lián)電路就實(shí)現(xiàn)邏輯或運(yùn)算，邏輯或運(yùn)算用符號(hào)“+”表示。要表示接觸器的狀態(tài)就要確定線圈K的狀態(tài)。按照?qǐng)D2-24的接線，可列出邏輯或的邏輯關(guān)系式表2-10邏輯或真值表K=A+B

也可按圖示接線列出邏輯或狀態(tài)的真值表。見(jiàn)表2-10所示。按其真值表顯示邏輯或的運(yùn)算規(guī)律為O+O=0O+1=11+O=1l+1=1

它與數(shù)學(xué)的加法大部分相似，只是1+1≠2。因?yàn)檫壿嫼瘮?shù)只存在“0”“1”兩種狀態(tài)。上面關(guān)系也可總結(jié)為“見(jiàn)1出1，全0為0”。圖2-24或邏輯電路表2-10邏輯或真值表ABK=A+BO101O011O1112．5．1．3邏輯非圖2-25表示元件狀態(tài)A對(duì)接觸器狀態(tài)K的控制關(guān)系是邏輯非的關(guān)系。其邏輯關(guān)系表達(dá)式為當(dāng)開(kāi)關(guān)SA合上，A=1，其常閉觸點(diǎn)的狀態(tài)為“O”則K=0，線圈不通電，為“O”狀態(tài)；當(dāng)SA打開(kāi)，A=O，=1，則K=1，線圈通電，接觸器吸合，為“1”狀態(tài)。其真值表如表2-11所示。有時(shí)也稱A對(duì)K是“非控制”。以上與、或、非邏輯運(yùn)算其邏輯變量未超過(guò)二個(gè)，但對(duì)多個(gè)邏輯變量也同樣適用。圖2-25邏輯非電路表2-11邏輯非真值表K=AK=1OO1下面介紹有關(guān)邏輯代數(shù)定理

1．交換律A·B＝B·AA+B=B+A2．結(jié)合律A·(B·C)=(A·B)·CA+(B+C)=(A+B)+C3．分配律A·(B+C)=A·B+A·CA+B·C=(A+B)·(A+C)4．吸收律A+AB=AA·(A+B)=AA+B=A+B+A·B=+B5．重迭律A·A=AA+A=A6．非非律=A7．反演律(摩根定理)

以上基本定律都可用真值表或繼電器電路證明，讀者可自行證明。2.5.2邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)可以使繼電接觸器電路簡(jiǎn)化，因此有重要的實(shí)際意義。這里介紹公式法化簡(jiǎn)，關(guān)鍵在于熟練掌握基本定律，可采用提出因子、并項(xiàng)、擴(kuò)項(xiàng)、消去多余因子、多余項(xiàng)等方法綜合運(yùn)用，進(jìn)行化簡(jiǎn)。化簡(jiǎn)時(shí)經(jīng)常用到常量與變量關(guān)系：A+0＝AA·1＝AA+1＝1A·0＝0A+=lA·＝0

下面舉幾個(gè)例子說(shuō)明如何化簡(jiǎn)。例1

例2

例3采用邏輯代數(shù)式的化簡(jiǎn)，就是對(duì)繼電接觸器電路的化簡(jiǎn)，但是在實(shí)際組成電路時(shí)，有些具體因素必須考慮。

1．觸點(diǎn)容量的限制特別要檢查擔(dān)負(fù)關(guān)斷任務(wù)的觸點(diǎn)容量。觸點(diǎn)的額定電流比觸點(diǎn)電流分?jǐn)嗄芰s大十倍，所以在化簡(jiǎn)后要注意觸點(diǎn)是否有此分?jǐn)嗄芰Α?/p>

2．在有多余觸點(diǎn)，并且多用些接點(diǎn)能使電路的邏輯功能更加明確的情況下，不必強(qiáng)求化簡(jiǎn)來(lái)節(jié)省觸點(diǎn)。2.5.3繼電器開(kāi)關(guān)的邏輯函數(shù)前面已經(jīng)闡明，繼電器電路是開(kāi)關(guān)電路，符合邏輯規(guī)律。它以執(zhí)行元件作為邏輯函數(shù)的輸出變量，而以檢測(cè)信號(hào)、中間單元及輸出邏輯變量的反饋觸點(diǎn)作為邏輯變量，按一定規(guī)律列出邏輯函數(shù)表達(dá)式。下面通過(guò)兩個(gè)簡(jiǎn)單電路說(shuō)明列邏輯函數(shù)表達(dá)式的規(guī)律。圖2-26a、b為兩個(gè)簡(jiǎn)單的起、保、停電路。組成電路的觸點(diǎn)按原規(guī)定，動(dòng)斷觸點(diǎn)以邏輯非表示。電路中SB1為起動(dòng)信號(hào)(開(kāi)啟)，SB2為停止信號(hào)(關(guān)斷)，K的動(dòng)合觸點(diǎn)狀態(tài)K為保持信號(hào)。對(duì)圖2-26a可列出邏輯函數(shù)為其一般形式為圖2-26起、保、停電路式中X開(kāi)——開(kāi)啟信號(hào)

X關(guān)————關(guān)斷信號(hào)

K————自保信號(hào)

fk————繼電器K的邏輯函數(shù)。對(duì)圖2-26b可列出邏輯函數(shù)為它的一般形式為（2-2）式(2-1)、式(2-2)所示的邏輯函數(shù)都有相同的特點(diǎn)，就是它具有三個(gè)邏輯變量X開(kāi)、X關(guān)和K，其中：

X開(kāi)——繼電器K的開(kāi)啟信號(hào)，應(yīng)選取在繼電器開(kāi)啟邊界線上發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)變的邏輯變量。若這個(gè)邏輯變量是由“O”轉(zhuǎn)換到“1”，就取其原變量形式；若是由“l(fā)”轉(zhuǎn)換到“O”，則取其反變量形式。

X關(guān)——繼電器K的關(guān)斷信號(hào)，應(yīng)選取在繼電器關(guān)閉邊界線上發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)變的邏輯變量。若這個(gè)邏輯變量是由“1”轉(zhuǎn)換到“O”，就取其原變量形式；若是由“O”轉(zhuǎn)換到“1”，則取其反變量形式。

K——繼電器K本身的動(dòng)合觸點(diǎn)，屬于繼電器的內(nèi)部反饋邏輯變量，起自保作用，以維持K得電后的吸合狀態(tài)。這兩個(gè)電路都是起、保、停電路，其邏輯功能相仿，但從邏輯函數(shù)表達(dá)式來(lái)看，式(2-1)中X開(kāi)=1，則fk=1。在這種狀態(tài)下不起控制作用，稱此電路為開(kāi)啟從優(yōu)形式。式(2-2)X關(guān)=0，則fk

=0。X開(kāi)在這種狀態(tài)下不起控制作用，稱此電路為關(guān)斷從優(yōu)形式。實(shí)際的起、保、停電路往往都有許多聯(lián)鎖條件，例如銑床的自動(dòng)循環(huán)工作必須在主軸旋轉(zhuǎn)條件下進(jìn)行；而龍門(mén)刨返回行程油壓不足也不能停車(chē)，必須到原位停車(chē)。因此，對(duì)開(kāi)啟信號(hào)及關(guān)斷信號(hào)都增加了約束條件，這時(shí)只要將式(2-1)、式(2-2)擴(kuò)展一下，就能全面的表示輸出邏輯函數(shù)。

對(duì)于開(kāi)啟信號(hào)來(lái)講，當(dāng)開(kāi)啟的轉(zhuǎn)換主令信號(hào)不只一個(gè)，還需具備其他條件才能開(kāi)啟，則開(kāi)啟信號(hào)用X開(kāi)主表示，其他條件稱開(kāi)啟約束信號(hào)，用X開(kāi)約表示。顯然，條件都具備才能開(kāi)啟，說(shuō)明X開(kāi)主與X開(kāi)約是“與”的邏輯關(guān)系，用它去代替式(2-1)、(2-2)中X開(kāi)。當(dāng)關(guān)斷信號(hào)不止一個(gè)，要求其他幾個(gè)條件都具備才能關(guān)斷時(shí)，則關(guān)斷信號(hào)用X關(guān)主表示，其他條件稱為關(guān)斷的約束信號(hào)，以X關(guān)約表示。“0”狀態(tài)是關(guān)斷狀態(tài)，顯然X關(guān)主與X關(guān)約全為“0”時(shí)，則關(guān)斷信號(hào)應(yīng)為“O”；X關(guān)主為“O”而X關(guān)約=1時(shí)，則不具備關(guān)斷條件，所以二者是“或”關(guān)系。以X關(guān)主+X關(guān)約代替式(2-1)、(2-2)中，則可得起、保、停電路的一般形式，式(2-1)擴(kuò)展成式(2-3)；式(2-2)擴(kuò)展成式(2-4)。

例如需要設(shè)計(jì)一動(dòng)力頭主軸電動(dòng)機(jī)的起、保、停電路，要求滑臺(tái)停在原位時(shí)，允許動(dòng)力頭主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，進(jìn)給到需要位置時(shí)，才允許停止主軸電動(dòng)機(jī)。若滑臺(tái)在原位，壓行程開(kāi)關(guān)SA1。表示進(jìn)給到需要位置時(shí)，壓行程開(kāi)關(guān)SA2。起動(dòng)按鈕為SB1，停止按鈕為SB2，則可用式(2-3)或式(2-4)設(shè)計(jì)繼電器電路。其中：X開(kāi)主=SB1X開(kāi)約=SAlX關(guān)主=X關(guān)約=

按式(2-3)按式(2-4)上述二式對(duì)應(yīng)的電路圖如圖2-27a、b所示。繼電接觸器控制電路采用邏輯設(shè)計(jì)方法，可以使電路簡(jiǎn)單、充分運(yùn)用電器元件、得到較合理的電路。對(duì)復(fù)雜電路的設(shè)計(jì)，特別是生產(chǎn)自動(dòng)線、組合機(jī)床等的控制電路的設(shè)計(jì)，采用邏輯設(shè)計(jì)法比經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法更為方便、合理。邏輯設(shè)計(jì)法一般按以下步驟進(jìn)行：步驟1充分研究加工工藝過(guò)程，作出工作循環(huán)圖或工作示意圖。步驟2按工作循環(huán)圖作執(zhí)行元件節(jié)拍表及檢測(cè)元件狀態(tài)表——轉(zhuǎn)換表。步驟3根據(jù)轉(zhuǎn)換表，確定中間記憶元件的開(kāi)關(guān)邊界線，設(shè)置中間記憶元件。步驟4列寫(xiě)中間記憶元件邏輯函數(shù)式及執(zhí)行元件邏輯函數(shù)式。步驟5根據(jù)邏輯函數(shù)式建立電路結(jié)構(gòu)圖。步驟6進(jìn)一步完善電路，增加必要的聯(lián)鎖、保護(hù)等輔助環(huán)節(jié)，檢查電路是否符合原控制要求，有無(wú)寄生回路，是否存在競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象等。完成以上6步，則可得一張完整的繼電器控制原理圖。若需實(shí)際制作，還需要對(duì)原理圖上所有元件選擇具體型號(hào)。熱繼電器、過(guò)流繼電器、時(shí)間繼電器等需要按電力拖動(dòng)的要求和具體的工藝循環(huán)去整定其動(dòng)作值。將原理圖編上線號(hào)，最后畫(huà)出裝配圖，完成設(shè)計(jì)任務(wù)。邏輯設(shè)計(jì)法一般僅完成前面6個(gè)步驟內(nèi)容，以下舉出兩個(gè)具體例子說(shuō)明如何進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)。圖2-27動(dòng)力頭控制電路

例l

龍門(mén)刨床橫梁升降自動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)(不考慮回升)

龍門(mén)刨橫梁移動(dòng)是操作工人根據(jù)需要按上升或下降按鈕SBH或SBL。首先橫梁夾緊電動(dòng)機(jī)M向放松方向運(yùn)行，完全放松后碰SA開(kāi)關(guān)，橫梁轉(zhuǎn)入上升或下降，即控制升降電動(dòng)機(jī)的接觸器KM-U或KM-D工作。到達(dá)需要位置時(shí)，松開(kāi)SBH或SBL，橫梁停止移動(dòng)，自動(dòng)夾緊(即夾緊電動(dòng)機(jī)M向夾緊方向運(yùn)行)，SA復(fù)位。當(dāng)夾緊力達(dá)一定程度時(shí)，過(guò)電流繼電器動(dòng)作，夾緊電動(dòng)機(jī)停止工作。按上述工藝過(guò)程可列出工藝循環(huán)圖，以后按步驟設(shè)計(jì)。1）工作循環(huán)圖如圖2-28所示。圖2-28工作循環(huán)圖2）根據(jù)工作循環(huán)圖列出狀態(tài)表狀態(tài)表是按順序把各程序輸入信號(hào)(檢測(cè)元件)的狀態(tài)，中間元件狀態(tài)和輸出的執(zhí)行元件狀態(tài)用“O”、“1”表示出來(lái)，列成表格形式。它實(shí)際是由輸入元件狀態(tài)表，中間元件狀態(tài)表，執(zhí)行元件狀態(tài)表綜合在一起所組成的。元件處于原始狀態(tài)為“0”狀態(tài)，受激狀態(tài)(開(kāi)關(guān)受壓動(dòng)作，電器吸合)為“1”狀態(tài)。將各程序元件狀態(tài)一一填入，若一個(gè)程序之內(nèi)狀態(tài)有一到二次變化，則用表示。為了清楚起見(jiàn)，將使程序轉(zhuǎn)換的那些轉(zhuǎn)換主令信號(hào)單列一行，同時(shí)也在轉(zhuǎn)換主令信號(hào)轉(zhuǎn)換的程序分界線上以粗黑線表示。根據(jù)上面規(guī)定列表2-12如下。表2-12龍門(mén)刨橫梁升降狀態(tài)表程序名稱執(zhí)行元件狀態(tài)檢測(cè)元件狀態(tài)轉(zhuǎn)換主令信號(hào)KM-U／KM-DKM-AKM-BSAKSSBH／SBL0原位0／000000／01放松0／010001／1SBH／SBL2上升／下降1／1O0101／1SA3夾緊0／0010／0SBH／SBL4停止0／0OOO0／0KS表中原位時(shí)所有元件都不受激，當(dāng)按SBH／SBL(“／”表示“或”)后直到橫梁升降停止前都保持其受激狀態(tài)(受壓)。進(jìn)入第一程序，KM-A吸合，夾緊電動(dòng)機(jī)向放松方向運(yùn)行。SA受激，轉(zhuǎn)入第二程序，視SBH還是SBL受激，以決定橫梁是上升還是下降。松開(kāi)SBH／SBL，升降停止，轉(zhuǎn)入第三程序，KM-B吸合，夾緊電動(dòng)機(jī)M向夾緊方向運(yùn)動(dòng)。此程序內(nèi)，起動(dòng)開(kāi)始，起動(dòng)電流使KS動(dòng)作。完成起動(dòng)后，KS又釋放，所以狀態(tài)KS為，狀態(tài)SA也因電動(dòng)機(jī)向夾緊方向運(yùn)行而由受激轉(zhuǎn)為常態(tài)，也為。當(dāng)橫梁夾緊后，KS動(dòng)作，狀態(tài)為“1”，轉(zhuǎn)入第四程序，使全部元件處于常態(tài)，恢復(fù)初始狀態(tài)。

4．設(shè)置中間記憶元件——中間繼電器，使待相區(qū)分組增加特征數(shù)，成為相區(qū)分組狀態(tài)表中第三程序中有特征數(shù)000，第四程序也有特征數(shù)000，所以要增加中間單元K。若第三程序K=1，第四程序K=0，則可區(qū)分，待相區(qū)分組轉(zhuǎn)化為相區(qū)分組。其實(shí)KM-B本身就具有記憶功能，可以用KM-B代替需要增加的中間單元K，省去另設(shè)一中間單元。也就是采用自鎖功能，使第三程序由特征數(shù)110、010決定，則第三第四程序就屬于可區(qū)分組了，因而第三程序本身是一定需要自鎖的。5．列中間單元及輸出元件的邏輯函數(shù)式上一節(jié)已經(jīng)得出兩種輸出元件的一般邏輯函數(shù)表達(dá)式和由狀態(tài)表直接看出，輸出元件在某程序開(kāi)啟通電，開(kāi)啟對(duì)應(yīng)的上面橫線稱開(kāi)啟邊界線；輸出單元在某程序關(guān)斷，關(guān)斷所對(duì)應(yīng)的下橫線稱關(guān)斷線。開(kāi)關(guān)邊界線以內(nèi)是該元件受激狀態(tài)，狀態(tài)表中填入“1”，開(kāi)關(guān)邊界線以外都是“0”狀態(tài)。由邏輯變量的“與”“或”關(guān)系組成的邏輯輸出函數(shù)就是要保證在開(kāi)關(guān)邊界線內(nèi)取“1”，邊界線外取“0”，這是選擇邏輯變量組成邏輯函數(shù)的依據(jù)。開(kāi)啟邊界線轉(zhuǎn)換主令信號(hào)是X開(kāi)主。若轉(zhuǎn)換主令信號(hào)由常態(tài)變?yōu)槭芗ぃ瑒tX開(kāi)主取其動(dòng)合觸點(diǎn)；若轉(zhuǎn)換主令信號(hào)由受激變?yōu)槌B(tài)，則X開(kāi)主取其動(dòng)斷觸點(diǎn)。關(guān)閉邊界線轉(zhuǎn)換主令信號(hào)是X關(guān)主。若轉(zhuǎn)換主令信號(hào)由常態(tài)變?yōu)槭芗?，則X關(guān)主取其動(dòng)斷觸點(diǎn)；若轉(zhuǎn)換主令信號(hào)由受激變?yōu)槌B(tài)，則X關(guān)主取其動(dòng)合觸點(diǎn)。

X開(kāi)約、X關(guān)約反映了電路的聯(lián)鎖以及可能產(chǎn)生的誤動(dòng)作的防止。X開(kāi)約原則上應(yīng)是取開(kāi)啟線近旁的“1”狀態(tài)，開(kāi)關(guān)邊界線外盡量為“O”狀態(tài)的邏輯變量。X關(guān)約應(yīng)取在關(guān)斷邊界線近旁為“0”狀態(tài)，在開(kāi)關(guān)邊界線外為“1”狀態(tài)的邏輯變量。是否要加自鎖環(huán)節(jié)應(yīng)視X開(kāi)主·X開(kāi)約為“1”狀態(tài)的范圍而定，若在開(kāi)關(guān)邊界線內(nèi)X開(kāi)主·X開(kāi)約不能保持“1”狀態(tài)，則要加自鎖環(huán)節(jié)。若在開(kāi)關(guān)邊界線內(nèi)始終為“1”，則不需要自鎖環(huán)節(jié)。根據(jù)以上原則，可以對(duì)4個(gè)輸出元件(KM-U、KM-D、KM-B、KM-A)列出邏輯函數(shù)式。程序1放松程序KM-A=(SBH+SBL)

若SBH或SBL作為X開(kāi)主，其狀態(tài)由常態(tài)到受激，所以取其動(dòng)合觸點(diǎn)。其關(guān)斷邊界線上為SA受激，所以取其動(dòng)斷觸點(diǎn)的狀態(tài)作為X關(guān)主。程序2升降程序

橫梁上升其轉(zhuǎn)換主令信號(hào)為SA，處于受激狀態(tài)，所以X開(kāi)主取SA動(dòng)合觸點(diǎn)的狀態(tài)，為了防止升、降按鈕同時(shí)按壓的誤操作，將的動(dòng)斷觸點(diǎn)的狀態(tài)作為X開(kāi)約。在開(kāi)關(guān)邊界線內(nèi)X開(kāi)主·X開(kāi)約=SA·=1，所以不需要自鎖環(huán)節(jié)。KM-D的邏輯函數(shù)式原理上與此相同，只是選擇SBL為下降按鈕。橫梁上升其轉(zhuǎn)換主令信號(hào)為SA，處于受激狀態(tài)，所以取SA動(dòng)合觸點(diǎn)的狀態(tài)，為了防止升、降按鈕同時(shí)按壓的誤操作，將SBL的動(dòng)斷觸點(diǎn)的狀態(tài)作為。在開(kāi)關(guān)邊界線內(nèi)·=SA·=1，所以不需要自鎖環(huán)節(jié)。KM-D的邏輯函數(shù)式原理上與此相同，只是選擇SBL為下降按鈕。程序3夾緊程序若橫梁上升時(shí)轉(zhuǎn)換主令信號(hào)為SBH，它由受激轉(zhuǎn)為常態(tài)；若橫梁下降時(shí)，轉(zhuǎn)換主令信號(hào)是SBL，也是由受激轉(zhuǎn)為常態(tài)。前者X開(kāi)主=(SBH的動(dòng)斷觸點(diǎn))，X開(kāi)約=SA·；后者X開(kāi)主=(SBL的動(dòng)斷觸點(diǎn))，X開(kāi)約=SA·。由于SA在開(kāi)關(guān)邊界線內(nèi)由1→0，所以需要自鎖。KS為關(guān)斷主令信號(hào)，由常態(tài)到受激，所以取KS的動(dòng)斷觸點(diǎn)的狀態(tài)。其邏輯函數(shù)式也可由狀態(tài)表校驗(yàn)，程序3的特征數(shù)為〔10、000〕，而邏輯函數(shù)式中第一項(xiàng)

實(shí)為〔10〕狀態(tài)邏輯函數(shù)為“1”的組合，其中、作為最后一個(gè)“0”。化簡(jiǎn)為。KS在橫梁夾緊后，因電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)，電流加大超過(guò)其動(dòng)作值而動(dòng)作，利用其受激作為X關(guān)主=，所以第二項(xiàng)為KM-B。由于第三程序內(nèi)始終為“1”，所以將上式演變?yōu)?/p>

6．畫(huà)電路圖按上面求出的邏輯函數(shù)式畫(huà)電路圖，這時(shí)應(yīng)注意元件的觸點(diǎn)數(shù)。例如以上程序中有三式內(nèi)都有SA，一個(gè)行程開(kāi)關(guān)可能沒(méi)有這許多觸點(diǎn)，這時(shí)可利用中間繼電器增加等效觸點(diǎn)，或者分析可否找到等位點(diǎn)，對(duì)于上面的式子只要將SA置于最前面位置，成為KM-U、KM-D、KM-B公共通路，則SA將包含在這三個(gè)邏輯函數(shù)式內(nèi)。因?yàn)閷A合并，也就是將KM-B的關(guān)斷信號(hào)·KM-B與SA并聯(lián)，因而要分析其影響。由于KM-U、KM-D不工作時(shí)SBH、SBL=0，所以這樣并聯(lián)對(duì)KM-U、KM-D無(wú)影響，但可節(jié)省SA的一副動(dòng)斷觸點(diǎn)。其電路如圖2-29所示。圖2-29橫梁升降電路之一電路中SBH、SBL的觸點(diǎn)是兩動(dòng)斷、兩動(dòng)合，數(shù)量太多、元件難以滿足要求，同時(shí)控制按鈕到開(kāi)關(guān)柜的距離也很遠(yuǎn)，穿線太多，應(yīng)予簡(jiǎn)化。若

KB=SBH+SBL則同理可得根據(jù)以上關(guān)系作電路圖如圖2-30所示。圖2-30橫梁升降電路之二

2-31橫梁升降電路之三

7．進(jìn)一步完善電路，加上必要的聯(lián)鎖保護(hù)等輔助措施，校驗(yàn)電路在各種狀態(tài)下是否滿足工藝要求。最后得到完整電路如圖2-31所示。必須說(shuō)明，考慮到短時(shí)間壓SBH或SBL，則SA尚未觸動(dòng)，沒(méi)有轉(zhuǎn)入程序2，也不能進(jìn)入程序3。但此時(shí)橫梁已有松動(dòng)，加工時(shí)易造成廢品。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是列狀態(tài)表時(shí)認(rèn)為SBH／SBL在第一、第二程序內(nèi)均為“1”，但這種誤操作使按鈕SBH／SBL在第一程序內(nèi)就由“1”→“O”，使橫梁不能鎖緊。為克服此缺點(diǎn)，橫梁放松應(yīng)加自鎖環(huán)節(jié)，以保證放松后一定夾緊。至于其他保護(hù)，聯(lián)鎖、互鎖等在經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法中已敘述，此處從略。例2

縱向、橫向液壓缸進(jìn)給液壓系統(tǒng)電氣控制電路的邏輯設(shè)計(jì)。第一步按加工工藝列出工作循環(huán)圖或示意圖。進(jìn)給系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)如圖2-32所示。由液壓系統(tǒng)圖可知三位四通閥1起縱向進(jìn)退控制作用。YV1得電、縱向進(jìn)給，YV2得電，縱向后退。常通式二位二通閥2決定進(jìn)給速度，當(dāng)YV3得電，油路關(guān)斷，油流經(jīng)節(jié)流閥，進(jìn)給速度是工作時(shí)的速度；當(dāng)YV3失電，油路無(wú)阻礙，進(jìn)給速度是高速。圖2-32縱向、橫向液壓缸進(jìn)給系統(tǒng)液壓系統(tǒng)圖方向閥4、5及節(jié)流閥6作用與方向閥1、2及節(jié)流閥3作用完全相同，僅是為了控制橫向液壓缸。液壓缸的進(jìn)給工藝循環(huán)如下：按向前按鈕后，縱向液壓缸帶動(dòng)刀具快進(jìn)(YV1得電，YV3失電)，碰行程開(kāi)關(guān)ST2，轉(zhuǎn)為工作進(jìn)給(YV3得電，YV1維持得電)。碰ST3，工進(jìn)完成，利用死擋鐵停留，保證加工工件的尺寸精度?？v向工作完成后轉(zhuǎn)入橫向快進(jìn)(YV4得電、YV6得電)。工作進(jìn)給完成后，碰ST6，橫向液壓缸快速退回沿途使ST5復(fù)位(YV5失電為橫向快退)。整個(gè)橫向工作階段，縱向液壓缸電磁鐵YV1、YV3始終得電。當(dāng)橫向液壓缸退回原位時(shí)，壓行程開(kāi)關(guān)ST4，橫向退回停止(YV5失電)，轉(zhuǎn)入縱向快速退回(YV2得電)，ST3、ST2先后復(fù)位。退至原位時(shí)，壓行程開(kāi)關(guān)ST1(YV2斷電)，縱退停止，完成一個(gè)工作循環(huán)。其工作循環(huán)如圖2-33所示。第二步根據(jù)工藝循環(huán)，作出執(zhí)行元件節(jié)拍表及檢測(cè)元件狀態(tài)表。按第一步敘述的工藝循環(huán)及液壓系統(tǒng)圖可列出節(jié)拍表及狀態(tài)表如表2-13所示。第三步找出待相區(qū)分組，確定中間記憶元件。按程序順序分別寫(xiě)出其特征數(shù)，當(dāng)兩組特征數(shù)相同時(shí)，以拉丁字母A、B、C…命名組數(shù)，如表2-14所示。圖2-33工作循環(huán)圖表2-13轉(zhuǎn)換表

程序名稱執(zhí)行元件節(jié)拍表檢測(cè)元件狀態(tài)表轉(zhuǎn)換主令YV1YV2YV3YV4YV5YV6SA1SA2SA3SA4SA5SA6SBO原位------1OO1OOO1縱快+-----OOlOOSB2縱工+-+---O1O1OOOSA23橫快+-++--O11OOOSA34橫工+-++-+O11O1OOSA55橫退+-+-+-O11OOSA66縱退-+----O10OOSA4

0′原位------1OOlOOOSA1按程序轉(zhuǎn)換順序找出的待相區(qū)分組，就可方便的決定中間記憶單元。方法是畫(huà)一長(zhǎng)圈，使圈內(nèi)包含的單個(gè)拉丁字母盡量多，長(zhǎng)圈的上下兩端就是中間記憶元件的上下開(kāi)關(guān)邊界