电气控制技术第五章电气控制线路的逻辑设计.ppt

电气控制技术 第五章 电气控制线路的逻辑设计 电气控制原理设计方法有两种: 经验设计法和逻辑代数设计法。 1、经验设计法 电气控制设计的内容包括主电路、控制电路和 辅助电路的设计。 第五章 电气控制线路的逻辑设计 设计步骤 主电路：主要考虑电动机起动、点动、正反转 、制动及多速控制的要求。 控制电路：满足设备和设计任务要求的各种自 动、手动的电气控制电路。 辅助电路：完善控制电路要求的设计，包括短 路、过流、过载、零压、连锁（互锁）、限位 等电路保护措施，以及信号指示、照明等电路 。 反复审核：根据设计原则审核电气设计原理图 ，有必要时可以进行模拟实验，修改和完善电 路设计，直至符合设计要求。 第五章 电气控制线路的逻辑设计 常用的经验设计方法 根据生产机械的要求，选用典型环节，将它们 有机的组合起来，并加以补充修改，综合成所 需的控制电路。 没有典型环节，可以根据工艺要求自行设计， 采用边分析边画图的方法，不断增加电器元件 和控制触点，以满足给定的工作条件和要求。 第五章 电气控制线路的逻辑设计 经验设计的特点 设计方法简单易于掌握，使用广泛。 要求设计者有一定的设计经验，需要反复修改 图纸，设计速度较慢。 设计程序不固定，一般需要进行模拟实验。 不宜获得最佳设计方案。 第五章 电气控制线路的逻辑设计 2、逻辑设计法 利用逻辑代数，从生产工艺出发，考虑控制 电路中逻辑变量关系，在状态波形图的基础上 ，按照一定的设计方法和步骤，设计出符合要 求的控制电路。 该方法设计出的电路较为合理、精练可靠，特 别在复杂电路设计时，可以显示出逻辑设计法 的设计优点。 第五章 电气控制线路的逻辑设计 1、电气线路的逻辑表示 2、触点电路的化简 3、组合电路与时序电路 4、时序电路的逻辑设计 5、应用举例 1、电气线路的逻辑表示 一、电器元件的逻辑表示 二、逻辑代数的基本逻辑关系 三、电气线路的逻辑表示 四、逻辑代数的基本性质 1、电气线路的逻辑表示 一、电器元件的逻辑表示 1、常开触头 ： 常闭触头： 2、开关元件的受激状态、触头的闭合状态为：1 开关元件的原始状态、触头的断开状态为：0 1、电气线路的逻辑表示 1、电气线路的逻辑表示 二、逻辑代数的基本逻辑关系 （1）“与”运算（逻辑乘） 逻辑代数中运算符号“”或“”读作“与”。“与”运 算的真值表如表1.1所示。 表1.1 与运算 1、电气线路的逻辑表示 实现逻辑乘的器件叫做“与”门，它的逻辑符号 如图1.1（a）所示，图1.1（b）显示出了继 电控制线路中“与”运算的实例，它表示触点的 串联。若规定触点接通为“1”，断开为“0”，线 圈通电为“1”，断电为“0”，则可以写出KM KA1KA2，只有触点KA1、KA2均接通，接 触器线圈KM能通电。 1、电气线路的逻辑表示 （a）逻辑符号 （b）控制线路实例 图1.1 逻辑“与” 1、电气线路的逻辑表示 （2）“或”运算（逻辑加） 逻辑代数中运算符号“+”读作“或”。“或”运算 的真值表如表1.2所示。 表1.2 或运算 1、电气线路的逻辑表示 实现逻辑或的器件叫做“或”门，它的逻辑符号 如图1.2（a）所示，图1.2（b）显示出了继 电控制线路中“或”运算的实例，它表示触点的 并联，可写成KMKA1+KA2，当触点KA1或 KA2接通，或者KA1和KA2多接通时，接触器 线圈都可通电。 图1.2逻辑“或” （a）逻辑符号 （b）控制线路实例 1、电气线路的逻辑表示 （3）“非”运算（逻辑非） 逻辑代数中“非”运算的符号用变量上面的短横 线表示，读作“非”。“非”运算的真值表如表 1.4所示。它表示了事物相互矛盾的两个对立 面之间的关系。这种规律的因果规律称为“非” 逻辑关系。 表1.4 非运算 1、电气线路的逻辑表示 实现逻辑“非”的器件叫做“非”门，它的逻辑符 号如图1.3（a）所示，图1.3（b）示出了继电 控制线路中“非”运算的实例，通常称KA为原变 量，为反变量，它们是一个变量的两种形式， 如同一个继电器的一对常开、常闭触点，在向 各自相补的状态切换时同步动作。图（b）中， 触点KA的取值与线圈KM的取值相同，而KM1 与继电器的常闭触点的取值相同，所以，故实 现了非运算。 1、电气线路的逻辑表示 （a）逻辑符号 （b）控制线路实例 图1.20 逻辑“非” 1、电气线路的逻辑表示 三、电气线路的逻辑表示 1、电气线路的逻辑表示 四、逻辑代数的基本性质 0和1定则： 互补定律： 同一定律： 反转定律： 1、电气线路的逻辑表示 交换律： 结合律： 分配律： 1、电气线路的逻辑表示 吸收率： 摩根定律： 1、电气线路的逻辑表示 利用基本性质可以分析、设计、化简电路： 2、触点电路的化简 步骤： （1）列写化简电路的全部逻辑表达式 （2）化简为最佳化逻辑表达式 （3）转化为相应的触点电路 （4）简化整体电路：合并相同触点组 一、公式法化简逻辑函数 二、覆盖法化简逻辑函数 三、桥形（H形）触点电路 2、触点电路的化简 一、公式法化简逻辑函数 1、列写逻辑表达式 2、化简逻辑函数 3、绘制电路图 2、触点电路的化简 4、化简整体电路图 2、触点电路的化简 例3 2、触点电路的化简 二、覆盖法化简逻辑函数 覆盖法：用相互平行的线段表示逻辑变量，并投 影到坐标轴上，在一维空间做交、并、补运算 ，用得到的集合去覆盖函数在坐标轴上的投影 。 用途：化简逻辑函数、证明逻辑代数公式。 例4：化简逻辑函数 2、触点电路的化简 1、变量真值表及最小项 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 最小项A B C 2、触点电路的化简 2、真值表覆盖简化法 完全真值表覆盖法 例5 化简下面两个逻辑函数 2、触点电路的化简 不完全真值表覆盖法 例6 根据下表化简下面两个逻辑函数 A B CD1 D2 1 2 3 4 5 6 2、触点电路的化简 三、桥形（H形）触点电路 3、组合电路与时序电路 通常电路分为组合电路和时序电路 一、组合电路 特点： 1、输入信号的一组状态确定一组工作状态，与 信号的先后顺序无关，可用真值表表示。 2、电路某种工作状态的持续时间和相应输入信 号的持续时间一致；用长信号。 设计方法：代数法、几何法、真值表覆盖法 3、组合电路与时序电路 例7 三个开关控制黄、绿、红三盏灯。 要求：打开任意开关黄灯亮； 打开奇数个开关绿灯亮； 打开偶数个开关红灯亮。 3、组合电路与时序电路 二、时序电路 特点： 1、输入信号的一组状态与信号的先后顺序共同 确定一组工作状态不能用真值表表示； 2、电路有记忆功能，输入信号的可为段信号； 3、至少存在一个反馈环节。 设计方法：状态转换表（能反应时序电路各阶段 的稳定工作状态、程序顺序、输入信号状态、 激励信号等内容） 4、时序电路的逻辑设计 一、术语 工艺要求： 工艺流程图： 机械程序： 电控程序： 状态表： 工艺要求 工艺流程图 信号元件状态执行元件状态 状态表 设置记忆元件 逻辑表达式电路图 4、时序电路的逻辑设计 二、逻辑设计步骤 1、画工艺流程图 2、程序编制 3、设置中间记忆元件 4、列写记忆元件和执行元件的逻辑表达式 5、绘制、检查、完善和简化电路 4、时序电路的逻辑设计 三、设计示例 设计某机床的工作台进给系统的电器控制图 快进、工进、快退、停止 1、画工作循环图 2、进程程序编制 3、设置记忆元件 4、列写逻辑表达式 5、绘制、检查、完善、简化电路 5、应用举例 例 某一组合步进电路，程序书N=8，各程序的激励 信号元件为X1X8，电路设置了菱形继电器组 。要求除了满足原定单循环外，提出以下附加 要求： 1、X1受激后