接触器—继电器控制电路中的“竞争”现象分析.doc

【标题】接触器—继电器控制电路中的“竞争”现象分析 【作者】龚 祥 波 【关键词】竞争原因???竞争分析???解决方法 【指导老师】何 鸣 放 【专业】电子信息科学与技术 【正文】1引言虽然，现在可编程控制器（programmable logical controller简称PLC)软件编程取代了传统的继电接触控制，但是，由于成本等诸多因素，现在仍有许多机床及自动生产线使用接触器-继电器系统进行控制，因而正确掌握接触器-继电器组成的控制电路，就显得尤为重要。接触器—继电器控制就是由各种有触点的开关、按钮、继电器、接触器等组成的控制电路，这种方式构成的自动控制系统称为继电—接触器控制系统。继电器、接触器工作时,通过线圈的得电或失电,使电磁铁吸合或释放,从而带动各触点接通或断开,来实现电路的通断[1]。继电器、接触器动作时，其触点的通断特性总是遵循这样一条原则：即当线圈无论处于吸合或释放的一瞬间，因其自身结构上的原因，其控制触点均遵循先断后通原则[2]。而实践发现，由于有机械惯性、机械位移量、电磁惯性等因素的存在，使其电磁类电器动作过程中动作时间不尽相同，一般在几十毫秒到几百毫秒之间[3]。在正常使用情况下，?各元器件的动作时间变动很小。如果元器件得不到及时有效的维护或使用时间过长，就会造成元件触点间开距与超程变化、弹簧弹力变化、机械阻力变化或元器件内部有油污杂质残留，都会使动作时间发生变化，出现“竞争”?现象[4]。竞争现象就是继电接触控制系统中,由于各个电器元件的动作时间配合不好,使系统不能按预定程序完成电路的转换[5]。从而引起控制电路产生误动作或者使控制电路无法正常工作。在由此可以看出电气自动控制设计中的竞争现象，是我们在继电接触控制电路中必须解决的问题。在日常维护中，如果我们对触点竞争问题缺乏足够的认识或对此问题处理不当，就会影响生产过程的自动控制，严重的还会影响生产的安全运作，造成不必要的停机停产。因此，对本课题“接触器—继电器控制电路中的竞争现象分析”的研究是有一定实用价值的。表现形式：继电接触控制电路的竞争可分为不同电磁式电器因特性各异引发的触点竞争和电磁式电器本身触头系统引发的触点竞争[6]。?????????????????????????2竞争现象为了便于理解，将检测元件称为1次元件，由它开启和关闭的接触器、继电器称2次元件，它们的接点信号分别称1、2次信号．设计中经常涉及到指明各元件在工作循环中通断情况表称转换表，将表中继电器开启得电对应的横线称为开启边界线，关断对应的边界线称关断边界线．控制线路处于两条相邻开关边界线所对应期间之内时，所有接触器、继电器的状态稳定不变，称为控制线路的一个稳定工作状态，每个开关边界线上、下的两个稳态称为相邻稳态，控制线路随着工作循环的进展经过一个稳态转换到另一个稳态．从转换表的各条接触器、继电器开关边界线上都能找到成对的1次和2次元件，每对1、2次元件在其对应的那条开关边界线上一起发生状态转换．由于开关时间的存在，这些信号稳态取值的全部取定不是瞬间同时完成，而是必然存在的一个逐次取定的过程，称其为暂态期．简言之，在线路作相邻稳态转换时，必然存在一个暂态期，全部信号完成状态转换即全部取定了它们的稳态取值后，暂态期结束，1、2次元件进入新的稳态．当控制线路的某一回路中存在两个一起发生状态变化的信号时，即称该控制线路存在竞争现象．这里的两个信号可以是一个1次信号和一个2次信号，或两个都是2次信号．以下分析第一种情况，因为通常遇到的情况均为第一种情况.考虑到在一个具有固定程序的控制过程中，作为反映现场工作状况变更的检测元件即1次元件的状态变化必然是按一定顺序先后出现的，因而可以认为在工作循环的任一时刻都不可能有二个1次信号一起发生状态变化．据此假定二个1次信号之间没有竞争．同时还考虑到接触器、继电器开关时间比现场工作状况的变更所需的时间短的多，据此假定1、2次信号一起变化使线路转入新的稳态以后，后一个1次信号的变化才会到来．2.1 1型和O型竞争、临界竞争和非临界竞争为了设计一个具有可靠性、合理性、经济性的接触—继电器控制线路，需要采用逻辑代数进行分析，假设逻辑变量X1,X2的取值用方括号按约定的顺序记入各个取值，那么线路存在竞争现象的基本特征可描述如下：在该线路的两个相邻稳态转换期即暂态期中1、2次信号可能有全1[1，1]、全0[0，0]、[0，1]或[1，0]的取值组合．将1、2次信号在暂态期有全1[1，1]的取值组合称1型竞争；有全0[0，0]的取值组合称0型竞争；有[O，1]或[1，0]的取值组合称O1型竞争和1O型竞争；当竞争现象致使控制线路出现永久性的误动作，控制线路出现并停留在某种背离控制要求的线路状态，这个竞争现象称为临界竞争，不