第十六章 气动顺序控制系统6.pdf

第 16 章 气动顺序控制系统 教学目标： 了解气动顺序控制系统的概念、组成及顺序控制方法，学习全气动控制和 电气控制方式，比较熟练地掌握气动顺序控制系统的设计方法，并能验证设计方案的正确 性和合理性。 16.1 概 述 1. 顺序控制系统的定义 顺序控制系统是按照预先确定的顺序动作要求或条件，控制动作逐渐进行的系统。即 在一个顺序控制系统中，下一步执行什么动作是预先确定好的；前一步的动作执行结束后， 马上或经过一定的时间间隔再执行下一步动作，或者根据控制结果选择下一步应执行的动 作。顺序控制系统是工业生产领域尤其是气动装置中广泛应用的一种控制系统。 图 16.1 列出了顺序控制系统几种动作的进行方式，其中(a) 图为动作以 A 、B 、C、D 的顺序朝一个方向进行的单往复动作程序；(b) 图为动作 A 、B 、C 完成后，返回去重复执 行一遍 C 动作，然后再执行 D 动作的多往复动作程序；(c) 图为 A 、B 动作执行完后，根据 条件执行 C、D 或 C ′、D ′分枝的动作程序。 图 16.1 动作进行方式 2. 顺序控制系统的组成 一个典型的气动顺序控制系统主要由六部分组成，如图 16.2 所示。 1) 指令部分 指令部分是顺序控制系统的人机接口部分，该部分主要采用各种按钮开关、选择开关 等元件，以实现装置的启动，运行模式的选择等操作。 2) 控制器 控制器是顺序控制系统的核心部分。它接受输入控制信号，并对输入信号进行处理．产 生完成各种控制功能的输出控制信号。控制器使用的元件有：继电器、IC、定时器、计数 器、可编程控制器等。 ·264 · 液压传动与气动技术 3) 操作部分 操作部分的作用是接受控制器的微小信号，并将其转换成具有一定压力和流量的气动 信号，驱动后面的执行机构动作。常用的元件有：电磁控制、机械控制、气压控制等换向 阀，以及各类压力、流量控制阀等。 4) 执行机构 执行部分可以将操作部的输出信号转换成各种机械动作。常用的元件有：气缸和气马 达等。 5) 检测机构 检测机构用于检测执行机构、控制对象的实际工作情况，并将测量信号反馈给控制器。 常用的元件有：行程开关、接近开关、压力开关、流量开关等。 6) 显示与报警 这部分的作用是监视系统的运行情况，出现故障时发出故障报警。常用的元件有压力 表、显示面板、报警灯等。 图 16.2 气动顺序控制系统的组成 3. 顺序控制的方式 根据控制信号的种类以及所使用的控制元件，在工业生产领域应用的气动顺序控制系 统可分为全气动控制方式和电气控制方式两大类。 全气动控制方式是一种从控制到操作全部采用气动元件来实现的一种控制方式。使用 的气动控制元件主要有启动阀、梭阀、延时阀、气压控制换向阀、机械控制主换向阀等。 该系统构成较复杂，但可用于防爆等特殊场合。 电气控制方式是目前采用较多的控制器方式，其中又以继电器控制和可编程控制器应 用最为普及。 16.2 全气动控制系统的典型实例 图 16.3(a)为某医院的自动调节病床。这种病床专门为一些行动不便，特别是大小便需 要有人照料的病人所设计。在这种病床上，病人只需轻轻按下一个按钮，便桶就可以移至 方便病人使用的合适位置，用完后病人只需松开按钮，便桶就可以移回原位，图 16.3(b)为 其动作示意图。 ·264 · 第 16 章 气动顺序控制系统 ·265 · 图 16.3 自动调节病床 图 16.4 为自动调节病床的气动控制系统。该系统由两个气缸控制，垂直气缸 1.0 使可 动床垫移开或复位，水平气缸 2.0 使便桶水平移动到位或复位。 图 16.4 自动调节病床气动控制系统回路图 自动调节病床