1、.標準線路圖布置與在 基本氣動訓(xùn)練教程 中討論的相同，電氣回路不能畫成 接線圖 式。一個回路由若干個子回路，或稱 電流通路 所組成，每一個子回路為一個基本回路。它是由一個或更多的開關(guān)元件及一負載元件組成。兩條水平線則代表電源供應(yīng)線。各個電流通路以數(shù)字標出。繼電器的觸點並非置於其操作線圈旁，而是安放於執(zhí)行其功能的地方。觸點的編號列在繼電器線圈下方，這樣一來便易於搜尋其於梯形線路圖上之所在位置。對檢查有關(guān)之線路設(shè)計提供一定指引。美國於 1947 年引入的 JIC 標準正好提供有關(guān)近接開關(guān)於 止定 狀態(tài)時觸點的操作位置，確閱讀提供了靜止位置動作的限位開關(guān)的單獨標志，但歐洲標準 (即 BS3939)

2、則並未提及。本書中我們嚴格區(qū)分動作與不動作的開關(guān)。 注意圖4.1 回路中通路 4 的a1觸點與通路 3 中的 a0 觸點之間的不同操作位置。很清楚當(dāng)循環(huán)繼電器 CR 閉合時 A+ 將加上電壓。開關(guān) b0 是處於閉合狀態(tài)，盡管它是常開型觸點。另一方面在通路 3 的 b0 觸點和通路 2 中的 OFF 有著根本的不同，雖然兩者在機器靜止時均處于關(guān)閉，但 OFF 是 常閉 型開關(guān)，而 b0 則是一個 常開 型近接開關(guān)，動作程序一般由左到右。如上圖所示，線路 2 上 OFF 開關(guān)當(dāng)被按動時，其供電通路便馬上斷開，而位處於線路 3 上的 b0 近接開關(guān)當(dāng)其復(fù)位時便會馬上切斷供應(yīng)外電磁閥的電線通路。滾輪操

3、作開關(guān)常開型(N.O.)常開型(N.O.)，處於閉合狀態(tài)常閉型(N.C.)常閉型(N.C.)，處於閉合狀態(tài)氣缸磁性開關(guān)常開型(N.O.)常開(N.O.)，處於閉合狀態(tài)表4.2 限位開關(guān)的主要符號電-氣動回路一個控制回路上升到一定的復(fù)雜程度時，不能用上述的邏輯分析進行設(shè)計。在有序地進行設(shè)計時，對于一個順序回路圖通過 逐步求解 法畫出。顯然電氣回路比氣動回路要簡單一些。 基礎(chǔ)知識顯然是一系列基本回路。我們將從基礎(chǔ)開始然後擴展到較大的組合圖 (以組成回路的模塊)。我們把它們叫作子回路且存放在附錄的 SC 庫 (SC 代表子回路) 中。 氣缸控制 對于一個由氣動或由電氣控制氣缸的回路的不同元件而言，基

4、本上沒有什麼不同。所有的編碼均按 氣動技術(shù)教程 且適用于任何電-氣動回路。雙作用氣缸的手動控制 對于控制而言，驅(qū)動單作用或雙作用氣缸是毫無區(qū)別，只是方向控制閥由二位三通的功能改為二位五通的功能?；净芈?，由電線供應(yīng)單元，按鈕 (作為控制元件) 及電磁閥組成。繪畫獨立的氣動回路圖和電控回路圖是必需的，如圖4.3 所示。 兩點OR(或)功能控制 於純氣控制系統(tǒng)上，對于兩個位置的氣動控制需採用梭閥，從而避免有關(guān)氣訊號自另一氣閥排走。對于電控系統(tǒng)則無此麻煩，二個 (或更多) 開關(guān)觸點能直接連到電磁線圈如圖4.4所示。聯(lián)動觸點 當(dāng)一個或更多的按鈕在 或 功能控制不同的元件時，需採用聯(lián)動觸點。微型按鈕經(jīng)因

5、負載有限需要用繼電器實行 聯(lián)動。一個單觸點可同時加電壓到很多的元件上，只要它們的總電流值未超過其容量。但當(dāng)這些元件中的個別元件還控制其他開關(guān)時，就必須用兩個單獨的 常開 觸點來單獨執(zhí)行兩種功能。為說明，我們假設(shè)兩個開關(guān)中之一 Pb1 有兩個功能：1. 燈亮：同時2. 起動氣缸A。而 Pb2 只是開啟氣缸而無開燈功能。如果按圖4.5a，兩個觸點將都開燈且開啟氣缸。Pb1 需要兩個單獨的觸點：一是為使開燈，二是用于氣缸 A 起動的功能。如果一個分開無法滿足需求時，可用繼電器上的兩個或更多的觸點來滿足這些功能。按鈕 Pb1 控制繼電器線圈和兩個觸點執(zhí)行如圖4.5b 示的兩個功能。兩個 R1 觸點可完

6、成兩個 Pb1 觸點的同樣功能。 滑動單元，保持終端位置 當(dāng)氣缸必須停留在未端位置直到發(fā)出相反命令時為止，應(yīng)用有二個電磁線圈的雙穩(wěn)態(tài)閥。從功能和所表示符號上看，一個雙作用氣缸和任何其他的雙作用執(zhí)行元件沒有什麼區(qū)別。然而當(dāng)象滑動單元、無桿氣缸，回轉(zhuǎn)氣缸，夾具等執(zhí)行元件能夠看清結(jié)構(gòu)時，就更易于讀懂回路。 這也是為什麼制造商制訂了他們自己的臨時非標準符號 (ISO 則頒布標準化的符號)。我們只畫出最常用的一些符號。(見附錄) 如圖4.6 所示，此問題的解決是用二個按鈕及一個雙穩(wěn)態(tài)閥來解決的。 自動返回的擺動式執(zhí)行元件 甚至小型擺動式執(zhí)行元件都有檢測雙端位置的開關(guān)，它們被用于自動返回原位之檢測訊號。當(dāng)

7、按鈕仍然保持操作時，復(fù)位運動便不能執(zhí)行，即起動開關(guān) START 打通並保持 A+ 線圈供電的狀態(tài)下。如圖4.7 所示。 無桿氣缸的往復(fù)運動 如果在無桿氣缸行程兩端配有開關(guān)，此氣缸可進行連續(xù)性的往復(fù)運動。一個雙穩(wěn)態(tài)的 起動 開關(guān)能控制連續(xù)往復(fù)行程。圖4.8 即為一無桿氣缸舉例。當(dāng)停電時，運行將繼續(xù)直到行程末端，當(dāng)電重新加上後往復(fù)運動又自動進行。 基本繼電器回路保持回路電氣故障時的自動返回觸點轉(zhuǎn)換保持回路圖4.9a 為一由繼電器和一按鈕組成的自保持回路，不是梯形圖而是 接線圖。線圈的終端 1 與電池的負極相連，但 2 端開路。按下按鈕 (圖4.9b)，正極與繼電器線圈 2 端相連並加電壓 (用細線

8、表示)。繼電器觸點改變位置，它的常開觸點，3 - 4 端子，也使電池的正極與線圈相連。鬆開按鈕後 (圖4.9c) 仍保持加電狀態(tài)， 繼電器本身觸點保持線圈加電，如粗線所示。圖4.9 回路是不完整的；線圈將保持加電直到電流中斷。解決方法可用圖4.10 所示的常閉觸點來實行手動控制。圖4.10a 狀態(tài)與圖4.9c 基本相，只是增加一常閉按鈕開關(guān) OFF。當(dāng)這個按鈕壓下時，從負極到線圈的連接斷開，使線圈失電。在松開按鈕 OFF 後，正極到線圈的保持連接破壞，因為這時繼電器的觸點為開路。我們繼續(xù)改進這一回路。圖4.9 和圖4.10 僅用于解釋，進一步講，上述繼電器的線圈和觸點並不能作為一個單元以回路圖

9、的形式繪出。這兩部分屬于不同的電流通路。圖4.5 中我們作了兩個中間步驟以重新安排不同目標。圖4.11a 展示了同圖4.10c 同樣回路。但某些元件的位置改變了。在一個回路圖中，繼電器線圈和繼電器觸點的物理單元用符號 R1 來說明。圖4.11b 中繼電器觸點和線圈是分開的。一般來講，由于繼電器有幾個觸點畫在圖中不同的地方，則電流通路被編號，且與觸點相關(guān)的通路號被標在線圈通路之下。最後，電池是作為電源，但對工業(yè)生產(chǎn)而言並不實際，在圖4.11c 中電池被省略。圖4.12 中用 IEC 標準符號表示的電氣回路。 電氣故障時的自動返回假設(shè)有一電工具安裝於滑動氣缸上進行自動加工工序。操作者先把工件夾緊後

10、起動按鈕，刀具於滑臺上慢速對工件進行加工。到達行程未端滑臺返回原位。如果突然出現(xiàn)停電，則滑動單元必須迅速返回到初始位置，並保持在這個位置上直到重新加電為止。對于停電引起的快速返回，電磁閥必須是單穩(wěn)態(tài)的，而且起動信號必須保持到工作行程達到末端時。這是一個繼電器保持回路的典型應(yīng)用。圖4.13a 為一帶有常閉觸點 a1 的機械操作限位開關(guān)。在實際應(yīng)用中，一般是通過滑動氣缸上的微型磁性開關(guān)作訊號傳輸，但此類開關(guān)僅提供常開觸點。若要中斷 R1 的保持回路，則需第二個繼電器來轉(zhuǎn)換 a1 的 N.O. (常開) 觸點。 觸點轉(zhuǎn)換圖4.13a 中，起動 按鈕控制繼電器 R1，使其通過在滾輪操作開關(guān) a1 的一

11、個觸點使其加電 (在圖上畫成一個常閉觸點)。在滑動單元中微型干簧開關(guān)只提供常開觸點。因此可通過第二個繼電器 R2 進行訊號轉(zhuǎn)換，即利用繼電器 R2 的 N.C. (常閉) 點來取代圖4.13 的 a1 開關(guān)，然後將原來 a1 開關(guān)用作驅(qū)動 R2 繼電器如圖4.13b 所示，以達致同一功能。 延時回路氣缸行程的延時指示燈脈衝程序逐步求解法拾放裝置，雙缸運動夾緊與鑽孔串聯(lián)系統(tǒng)拾放裝置，三缸運動抓取裝置，四缸運動步進原理氣電安全聯(lián)鎖 氣缸行程的延時a) 只在初始位置延時 一個雙作用氣缸 C 可進行有關(guān)的往復(fù)動作，其雙向行程的速度可調(diào)整及時間可調(diào)整。在停電時氣缸應(yīng)完成該行程並停留在行程的末端，當(dāng)重新通

12、電後靜止的氣缸便馬上起動。 解決辦法是當(dāng)氣缸在靜止位置時，用計時器設(shè)定延時時間。它的 NO 觸點在延時時間後給電磁線圈 C+ 加電。當(dāng)氣缸離開原位時，線圈失電，計時器復(fù)位線圈 C+ 失電。c1 使 C- 加電使氣缸復(fù)位。電氣回路如圖4.14a 所示，氣動回路為圖4.14c。b) 在兩端遲時 用第二個定時繼電器，返回行程通過可調(diào)定時來延遲，氣缸因而在兩個末端位置保持一定的延遲時間才起動，圖4.14b 和 c 表示了兩個回路。 指示燈不用氣缸和其二個限位開關(guān)可實現(xiàn)類似功能。即只使用延時裝置和一個繼電器，如圖4.15 所示： 當(dāng)雙穩(wěn)態(tài) 起動 開關(guān)關(guān)閉時，延時器 T1 加電燈並同時亮燈。在到達設(shè)定時間

13、後，線 3 上的觸點 T1 閉合觸發(fā)繼電器和延時器 T2，從而斷開線 1 上的 N.C. 繼電器觸點，于是燈滅，T1 失電且其線 3 上的觸點重新打開。繼電器通過 T2 的延時 N.C. 觸點來保持其狀態(tài)。當(dāng)?shù)?T2 設(shè)定的時間時，線 4 上的觸點斷開使繼電器和 T2 失電，于是燈重新亮起，如是者不斷循環(huán)動作，直至 START 開關(guān)斷開為止。 脈衝圖4.7 的擺動式執(zhí)行元件當(dāng)失電或緊急停止按鈕壓下時應(yīng)能自動返回到原始位置。這意味著必須用一單穩(wěn)態(tài)閥代替雙穩(wěn)態(tài)閥，且保持回路的繼電器需服從 起動 信號。當(dāng) 起動 按鈕按下時，執(zhí)行元件應(yīng)只有一個單周期，即使當(dāng)它保持時間超過周期時間時。當(dāng) 起動 按鈕在圖

14、4.7 回路中行程末端之前不松開時，執(zhí)行元件不能返回。這可以通過如圖4.16a 中的一系列帶 起動 按鈕的 a0 連接來實現(xiàn)，當(dāng) 起動 按鈕仍按下且執(zhí)行元件已返回到靜態(tài)位置時它將重新開始。為避免此情況，可用一個定時器產(chǎn)生一個如純氣動方式類似的脈衝 起動 信號應(yīng)與一系列的帶延時的定時器常閉觸點聯(lián)接。此延時器預(yù)設(shè)置約 0.1秒， 延時器觸點保持開路直至 起動 信號中斷，如圖4.16b 所示。在圖4.16a 中，緊急停止可在線 1 的繼電器線圈之前設(shè)置，當(dāng)它動作時，繼電器 R1 失電，其線 4 上觸點斷開。電磁閥線圈 A 失電且使閥彈簧復(fù)位。圖4.16b 中，緊急停止可在線 3 的 R2 觸點與 R

15、1 的線圈間設(shè)置以切斷保持回路。但即使在ES 觸點斷開線路後 起動 按鈕仍能產(chǎn)生一個脈衝使執(zhí)行元件有一個響應(yīng)，盡管這不會使擺動式執(zhí)行元件轉(zhuǎn)迴到底，但仍是應(yīng)該避免的，如圖4.16b 上供電線上裝有緊急停止開關(guān)，從而可以切斷整個回路。 程序在下面章節(jié)中，我們假設(shè)基本術(shù)語在 氣動技術(shù)課程 中已經(jīng)介紹過，它們在附錄中 程序控制 中有說明。為易于表達一系列氣缸運動序數(shù)的程序，我們將使用步驟圖，如圖4.17 所示：為畫步驟圖方格紙是最合適的，我們對每個氣缸畫出兩條水平線，上面一條線代表 1 位置，下面一條線代表原始位置。等間隔垂直線標記用于氣缸循環(huán)步驟 (圖4.17a)。步驟是指氣缸運動，有時為兩個或更多

16、的連續(xù)行程。圖4.17b 為氣缸 H 例子：它在步驟 1 為靜止，在步驟 2 時移動到位置 1，於步驟 3、4 則保持在位置 1，然後在步驟 5 回到原始位置保持到步驟 6。圖4.17c 為兩個氣缸 A、B 的運動。逐步求解法在沒有邏輯回路設(shè)計基礎(chǔ)的情況下，只能採用 逐步求解 法進行回路設(shè)計。它能夠通過下述的對話形式有序進行。拾放裝置，雙缸運動於料槽內(nèi)將工件逐一拾放於轉(zhuǎn)盤上然後加工，這是通過一氣動手指 B 完成的，此手指與無桿氣缸 A 相連，從而能使夾具得以移動。無桿氣缸的初始位置為右邊，這時手指打開。在 起動 信號產(chǎn)生後 (可用訓(xùn)練裝置上的模擬按鈕)，托架連同手指組合向左移動，在到達預(yù)定位置

17、時手指夾住便夾工件。即從料堆中提取然後移向右邊，在行程末端手指鬆開工件，完成拾放動作。相應(yīng)的循環(huán)如圖4.17c只要雙穩(wěn)態(tài)開關(guān) start 閉合，此循環(huán)便會持逐下去?；芈穲D中的氣動部件總是由電磁閥和限流閥的氣缸組成。在任何一種場合，變化的是編碼和閥的型號。它們可能是二位三通，二位五通，單穩(wěn)態(tài)或雙穩(wěn)態(tài)，或三位五通閥，由此氣動回路必須是除電氣回路外的完整圖的一部分。圖4.19 為氣動回路圖它是圖4.18d 的完整化。問題答案回路在任何一種場合首先加電到哪裡？如何開始循環(huán)？何時循環(huán)重新開始？何時 A+ 切斷？A- 並無供電？在任何一種場合電磁線圈 A+起動 開關(guān)閉合當(dāng) B 返回到 0(b0) 位當(dāng)氣缸

18、 B 開始 (b0釋放)是下一動作是什麼？何時加電？何時切斷？B- 並無供電？更多的條件？B+當(dāng)氣缸 A 起動 (觸碰 a1 開關(guān))當(dāng)氣缸 A 復(fù)位 (a1 釋放)是無下一動作是什麼？何時加電？何時切斷？A+ 並無供電？更多的條件？A-B 氣缸起動 (觸碰 b1 開關(guān))B 氣缸復(fù)位 (b1 釋放)是無下一動作是作麼？何時加電？何時切斷？B+ 並無供電？進一步條件？B-A 氣缸復(fù)位 (a0 動作)當(dāng)氣缸 A 起動 (a0 釋放)是無圖4.18 逐步求解圖 夾緊與鑽孔上述例子沒有重復(fù) (疊加) 信號，下一個程序具有重復(fù)信號，如圖4.20 所示是一個典型的 夾緊與鑽孔 程序圖，要求如下：若遇到危險情

19、況，需要緊急停車，切斷動力源的所有信號。夾具必須保持在它的瞬時位置，若此時出現(xiàn)動力故障或緊急情況，如果它是夾緊的，就不能打開。夾具是松開的就不能關(guān)閉。動力源開關(guān)必須由單穩(wěn)態(tài)開關(guān) ON 或 OFF 控制，在設(shè)備的初始位置，動力源應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)，按鈕 START 使每一個循環(huán)開始。 為了安全起見，即使沒有出現(xiàn)緊急停車，電-氣動回路仍需仔細地選擇一個安全適當(dāng)?shù)目刂崎y的功能。當(dāng)電源突然掉閘而使壓縮機停止工作時，儲氣罐內(nèi)的壓縮空氣還能維持正常工作。夾緊工作或機械夾具需要一雙穩(wěn)態(tài)閥，以避免在緊急停車或電源失電的情況下出現(xiàn)松開現(xiàn)象，鑽削機構(gòu)應(yīng)能立即收回鑽頭，因為鑽削馬達正在停機，這就迫切需要一個單穩(wěn)態(tài)閥。在

20、初始位置，按鈕 OFF 使電源處于切斷狀態(tài)，一個雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)能建立起重復(fù)動作或當(dāng)它需要放松，在其他任何循環(huán)或者在其終點停止。我們開始下面對話：在用兩個按鈕操作電源開與關(guān)，還需要什麼元器作？一個繼電器 (循環(huán)繼電器 CR) 和保持回路。怎樣才能確信，按鈕 OFF 僅在原點位置工作？氣缸的原位可稱為 C0，用開關(guān)的 NC (常閉) 觸點連接 OFF。OFF 按鈕就僅僅在循環(huán)的終點 C0時工作。極限開關(guān) C0 能否提供 NC (常閉) 觸點？不可以。我們需要一個繼電器來提供，為使容易記下有關(guān)觸點，此繼電器定名為 Rco (基本回路中的功能 觸點擴充)哪個首先動作？C+哪個信號能夠確認行程終點？C1當(dāng)

21、C+ 得電時 C- 是否失電？不怎樣可以不用 C-？C- 緊隨 D- 這樣，D- 給出信號 d0。因為 D 靜止在原始位置開關(guān)將操作，固將電器觸點聯(lián)到C- 上使繼電器開始充電，接著我們將看到還原開關(guān)置於何處；我們把 記憶繼電器 叫做 MR。在進一步開始討論以前，對于到目前而止所研究的電氣圖，用圖4.21 表示，下面對此圖進行討論。 線 1：閉合開關(guān) ON 使繼電器 CR 加電。斷路器 ES 在操作時絕對地與 CR 相連接。 線 2：OFF 鍵不按，觸點 CR 使繼電器 CR 保持加電。 線 3：打開電源，常閉觸點 Rco 打開，C 在初位，這是因為線 4 中的 C0 使繼電器加電。在整個循環(huán)中

22、，此觸點閉合，OFF 不能斷開電源。 由于 Rco 是繼電器，它不能畫成 常開，這是因為和 C0 本身為常閉觸點有關(guān)，在電路中，假設(shè)無功率。 線 4：CR 觸點給其他的回路提供電源，當(dāng)緊急停按鈕壓下時，第 4 條線處斷開。 線 5：當(dāng) C 在原位 (Rco 閉) START 開關(guān)被壓下，記憶繼電器 MR 得電，使第 6 條線路閉合，與此同時，電磁鐵 C+ 得電並且通過氣缸 C 夾緊工件。我們將找出哪個觸點 ？被用來斷開保持回路?，F(xiàn)在進行下列問題：哪一個開始運動？缸 D 伸出 (單穩(wěn)態(tài)閥)。初始信號？C1操作 C1 可以使單穩(wěn)態(tài)閥持續(xù)嗎？不能。直到 C 返回，這將需要太長的時間。怎樣修改才能獲得

23、適當(dāng)?shù)某掷m(xù)？由于有 MR，可以使帶有常開觸點繼電器 D得電，當(dāng) D 在它的 1 位置，MR處于切斷狀態(tài)，因此，觸點 ? 為線 5 圖4.16 中 d1。能否將 d1 放在線 5 中？不能，電磁鐵操縱缸觸頭有常閉觸點，對于觸點切換，繼電器是必須的。我們可以標記一個 Rd1 並用線 5 的一個常閉觸點。d0 能否使 C- 得電？可以，但在 MR 的常開觸點系統(tǒng)中，在 C+ 得電前切斷它。循環(huán)停止後，線圈 C- 繼續(xù)得電。有一個繼電器便可，Rco 和 NC 觸點初始位置為開啟狀態(tài)，當(dāng) C- 串接時，它在原位時，處于失電狀態(tài)。因此，最後得到圖4.22。 圖4.22 圖 4.20 的電路圖串聯(lián)系統(tǒng)串聯(lián)系

24、統(tǒng)在氣動技術(shù)基礎(chǔ)教程的氣動回路中，已經(jīng)詳細的討論了所謂的串聯(lián)系統(tǒng)。因此，我們假定此系統(tǒng)原理是可行的。這個概念也可以應(yīng)用在電-氣動中嗎？這方法比 逐步求解 法更容易及更快解決回路設(shè)計問題。對這個問題的回答是 肯定 的。只是 串聯(lián)閥 用繼電器代替便可。繼電器串聯(lián)的原理用圖4.23 說明，必要時可以擴展。當(dāng)繼電器線圈得電時，按下 觸點槓桿，轉(zhuǎn)換觸點連成上面的 N.C. (常閉)。繼電器保持得電，直到最後一組動作完成。 拾放裝置，三缸運動 對圖4.17c 進行擴展。 在工件松開之前，雙作用氣缸必須移動夾爪。 一旦雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)開關(guān)閉合，可自動進行重復(fù)循環(huán)。 由下列運動組成循環(huán)： 無活塞桿氣缸的滑臺到左邊：

25、H+ 手指閉合：G+ 滑臺復(fù)位：H- 氣缸外伸：C+ 手指張開：G- 氣缸復(fù)位：C- 步驟圖4.24 表明了它們的程序動作。 補充條件是： 所有運動在失電狀態(tài)下必須完成它的行程，並保持在它的終點位置。當(dāng)重新得電時，回路從 凍結(jié) 狀態(tài)再繼續(xù)。在失電期間，不管記憶開關(guān)在何位，使循環(huán)完成並全部執(zhí)行元件停在初始位置。我們定下若干組別： H+，C+H-，C+，G-C- 分成兩組，循環(huán)從中間第一組的開始。 第二個條件： 對于手動控制，按鈕只有 起動 或 停止 兩個鍵。按下 起動 鍵，程序開始，直到 停止 鍵按下。隨後循環(huán)停止在它的末端。給出一個循環(huán)重復(fù)的連續(xù)信號，需要帶保持回路的繼電器 CR (循環(huán)繼電器)。CR 的觸點之一使第一步動作起動。 圖4.25 表明兩個串聯(lián)組循環(huán)的初始狀態(tài)，正如上面所描述的那樣，循環(huán)從每組的內(nèi)部開始，在初始狀態(tài)，最後一組的全部電磁線圈保持通電狀態(tài)。此現(xiàn)象應(yīng)避免，其方法是在循環(huán)後加一組。 H+，G+H-，C+，G-C- 這樣可以分成三個組，組 II 的最終信號使 GR2 得電，由此而切斷前面的電路。C- 通