山大《运动控制系统》课件第1章 自动控制系统的构造方法-3步进逻辑公式法应用举例

1、1第一章 自动控制系统的构造方法本讲主要内容：第一节 物体运动控制系统(电气控制电路)的设计方法 三、步进逻辑公式法应用举例2第113讲本讲主要内容：第一节 物体运动控制系统(电气控制电路)的设计方法 三、步进逻辑公式法应用举例第一章 自动控制系统的构造方法3三、步进逻辑公式法应用举例1.平面运动 例2：已知电动机1带动的小车左右运动；电动机2带动小车上下运动。生产工艺要求的运动轨迹如图所示。1.平面运动 例2：已知电动机1带动的小车左右运动；电动机2带动小车上下运动。生产工艺要求的运动轨迹如图所示。 假设： KM1得电小车向右运行， KM2得电小车向左运行； KM3得电小车向上运行， KM4

2、得电小车向下运行。 如果：起动按钮为S1；停止按钮为S2。试设计满足该运动轨迹的运动控制电路图。 假设： KM1得电小车向右运行， KM2得电小车向左运行； KM3得电小车向上运行， KM4得电小车向下运行。 如果：起动与续行按钮为S1；暂停按钮为S2。试设计满足该运动轨迹的运动控制电路图。解：1）定义程序步和转步信号，如下图所示： 2) 根据右图写出输出逻辑代数方程组如下： 注意书写技巧解：1）定义程序步和转步信号，如下图所示： 2) 根据右图写出输出逻辑代数方程组如下： 注意书写技巧令： 解：1）定义程序步和转步信号，如下图所示： 2) 根据右图写出输出逻辑代数方程组如下： 3）套用步进公

3、式写出该控制系统的控制方程组3）套用步进公式写出该控制系统的控制方程组3）套用步进公式写出该控制系统的控制方程组令： 114)根据输出方程组和控制方程组绘出其运动控制系统的原理图如下图所示。 124)根据输出方程组和控制方程组绘出其运动控制系统的原理图如下图所示。 13三、步进逻辑公式法应用举例例3：已知电动机1带动的小车作平面运动；KM3得电能使小车作水平方向运动； KM4得电能使小车作垂直方向运动。生产工艺要求的运动轨迹如图所示。假设：在方向轮的作用之下， KM1得电，电机正转，小车能向右或向上运行， KM2得电，电机反转，小车能向左或向下运行； S1为起动与续行按钮，S2为暂停按钮。 试

4、设计满足该运动轨迹的运动控制电路图。14三、步进逻辑公式法应用举例解：设计结果为：例3的设计结果例2的设计结果152.立体运动三、步进逻辑公式法应用举例162.立体运动例4： 某氧化-染色自动化流水线有一套挂具，该挂具在生产工艺流程中的运行轨迹如图所示。三、步进逻辑公式法应用举例172.立体运动 当挂具装上料之后，按起动与续行按钮S1 后，该挂具自动上升进入流水线；当下料时，该挂具压动行程开关ST5而停止下降。按暂停按钮S2时，挂具就地停止。 三、步进逻辑公式法应用举例例4： 某氧化-染色自动化流水线有一套挂具，该挂具在生产工艺流程中的运行轨迹如图所示。 当挂具装上料之后，按起动与续行按钮S1

5、 后，该挂具自动上升进入流水线；当下料时，该挂具压动行程开关ST5而停止下降。按暂停按钮S2时，挂具就地停止。 已知条件：1） 该挂具的三个运动方向用一个电动机M1驱动， 接触器线圈KM11得电，电动机M1正转，挂具上升、左行和向后运动；线圈KM12得电，电动机M1反转，挂具下降、右行和向前运动。 当挂具装上料之后，按起动按钮S1 后，该挂具自动上升进入流水线；当下料时，该挂具压动行程开关ST5而停止下降。按急停按钮S2时，挂具就地停止。 已知条件：1） 该挂具的三个运动方向用一个电动机M1驱动， 接触器线圈KM11得电，电动机M1正转，挂具上升、左行和向后运动；线圈KM12得电，电动机M1反

6、转，挂具下降、右行和向前运动。 其运动方向由换向器控制，控制换向器分向的三个接触器是KC11得电，挂具作垂直运动；KC12得电，挂具作水平运动；KC13得电，挂具作前后运动。 其运动方向由换向器控制，控制换向器分向的三个接触器是KC11得电，挂具作垂直运动；KC12得电，挂具作水平运动；KC13得电，挂具作前后运动。 2） ST1、ST2、ST3、ST4为挂具到达各槽口的行程开关，ST5、ST6、ST7 、ST8为挂具到达各槽底时的行程开关，ST9、ST10为挂具在各槽内作涮水运动时的上限位行程开关，ST11、ST12为挂具水平左行的起点与终点的行程开关，挂具在氧化槽内的氧化时间为t（t0）。

7、 已知条件：1） 该挂具的三个运动方向用一个电动机M1驱动， 接触器线圈KM11得电，电动机M1正转，挂具上升、左行和向后运动；线圈KM12得电，电动机M1反转，挂具下降、右行和向前运动。 其运动方向由换向器控制，控制换向器分向的三个接触器是KC11得电，挂具作垂直运动；KC12得电，挂具作水平运动；KC13得电，挂具作前后运动。 2） ST1、ST2、ST3、ST4为挂具到达各槽口的行程开关，ST5、ST6、ST7 、ST8为挂具到达各槽底时的行程开关，ST9、ST10为挂具在各槽内作涮水运动时的上限位行程开关，ST11、ST12为挂具水平左行的起点与终点的行程开关，挂具在氧化槽内的氧化时间

8、为t（t0）。试设计满足此生产工艺要求的电气控制电路方程组。 2） ST1、ST2、ST3、ST4为挂具到达各槽口的行程开关，ST5、ST6、ST7 、ST8为挂具到达各槽底时的行程开关，ST9、ST10为挂具在各槽内作涮水运动时的上限位行程开关，ST11、ST12为挂具水平左行的起点与终点的行程开关，挂具在氧化槽内的氧化时间为t（t0）。试设计满足此生产工艺要求的电气控制电路方程组。 解：1）定义程序步和转步信号。根据运行轨迹和生产工艺要求，可将运行轨迹分为18步，如图所示。 解：1）定义程序步和转步信号。根据运行轨迹和生产工艺要求，可将运行轨迹分为18步，如图所示。24解： 2) 输出方程

9、组： 控制电动机的输出方程组25解： 2) 输出方程组：控制挂具运动方向的输出方程组26解： 2) 输出方程组：控制挂具运动方向的输出方程组27解： 2) 输出方程组：控制挂具运动方向的输出方程组控制电动机的输出方程组28解： 3 ) 控制方程组。套用步进公式可得如下控制方程组：29解： 3 ) 控制方程组。套用步进公式可得如下控制方程组：30解： 3 ) 控制方程组。套用步进公式可得如下控制方程组：31解： 3 ) 控制方程组。套用步进公式可得如下控制方程组：322、立体运动 例5：某氧化-染色自动化流水线有一套挂具，已知条件与例3相同。生产工艺要求：当按起动与续行按钮SQ1时，挂具的运行轨

10、迹如图1-25所示；当按起动与续行按钮SQ2时，挂具的运行轨迹如图1-27所示。试设计满足此生产工艺要求的电气控制线路方程组。 图 1-25图1-2733图 1-25图 1-27按SQ1时34图 1-25图 1-27按SQ2时35解：1）定义程序步和转步信号： 注意：定义程序步和转步信号仅按照无缺省步的运行轨迹进行设置 (以后遇到这种情况都这样处理)，可将运行轨迹分为18步如下图所示。 这样做设计出的程序比较简单。2） 输出方程组与例4相同。 3） 控制方程组。 36解：1）定义程序步和转步信号： 注意：定义程序步和转步信号仅按照无缺省步的运行轨迹进行设置 (以后遇到这种情况都这样处理)，可将

11、运行轨迹分为18步如下图所示。这样做设计出的程序比较简单。2） 输出方程组与例4相同。 3） 控制方程组。 当按动SQ1时，控制方程组应该与例4的控制方程组相同，就满足了图1-25所示运动轨迹的要求； 当按动SQ2时，屏蔽掉例4中控制方程组的K8、K9和K10，就满足了图1-27所示运动轨迹的要求。37383940心得点滴：利用“功能添加法”，将原运动轨迹的某些部分用控制信号进行屏蔽，就能实现新的控制功能。控制系统的构造规律之一：当一个控制系统有多个起动按钮并且每个起动按钮的运行轨迹都不相同时，如果这些运行轨迹都是某一个运行轨迹的特殊情况时，那么此控制系统的基本控制方程组应该按照此运行轨迹书写

12、。41 例6：某氧化-染色自动化流水线有一套挂具，该挂具在生产工艺流程中的运行轨迹与例4的相同，如下图所示。当挂具装上料之后，按起动与续行按钮S1，挂具自动上升进入流水线；当下料时，该挂具压动行程开关ST5而停止下降。按动暂停按键“S”时，挂具就地停止。 42 例6：某氧化-染色自动化流水线有一套挂具，该挂具在生产工艺流程中的运行轨迹与例4的相同，如下图所示。当挂具装上料之后，按起动与续行按钮S1，挂具自动上升进入流水线；当下料时，该挂具压动行程开关ST5而停止下降。按动暂停按键“S”时，挂具就地停止。 43已知条件： 1）与例4的1）相同。 该挂具的三个运动方向用一个电动机M1驱动， 接触器

13、线圈KM11得电，电动机M1正转，挂具上升、左行和向后运动；线圈KM12得电，电动机M1反转，挂具下降、右行和向前运动。 2）如右图所示，SP11、SP12、SP13、SP14、SP15和SP16分别是安装在每套挂具顶部、下部、右部、左部、前部和后部的接近开关或行程开关。1X、2X、3X、4X为挂具到达各槽口的位置标志，5X、6X、7X 、8X为挂具到达各槽底的位置标志，9X、10X为挂具在各槽内作涮水运动时的上限位标志，11X、12X为挂具水平左行的起点与终点的位置标志，如下图所示。44 2）如右图所示，SP11、SP12、SP13、SP14、SP15和SP16分别是安装在每套挂具顶部、下部

14、、右部、左部、前部和后部的接近开关或行程开关。1X、2X、3X、4X为挂具到达各槽口的位置标志，5X、6X、7X 、8X为挂具到达各槽底的位置标志，9X、10X为挂具在各槽内作涮水运动时的上限位标志，11X、12X为挂具水平左行的起点与终点的位置标志，如下图所示。 试设计满足此生产工艺要求的电气控制线路方程组。 45解：1 ) 程序步和转步信号的定义如下图所示。 2 ) 输出方程组与例4相同。 3 ) 控制方程组。 在两个控制系统中：如果执行机构的动作状态和驱动目标没有发生变化，那么这两个控制系统的输出方程组就完全相同。46 3 ) 控制方程组。解：1 ) 程序步和转步信号的定义如下图所示。

15、2 ) 输出方程组与例4相同。47 例6：某氧化-染色自动化流水线有一套挂具，该挂具在生产工艺流程中的运行轨迹与例4的相同，如下图所示。当挂具装上料之后，按起动与续行按钮S1，挂具自动上升进入流水线；当下料时，该挂具压动行程开关ST5而停止下降。按动暂停按键“S2”时，挂具就地停止。 48 例6：某氧化-染色自动化流水线有一套挂具，该挂具在生产工艺流程中的运行轨迹与例4的相同，如下图所示。当挂具装上料之后，按起动与续行按钮S1，挂具自动上升进入流水线；当下料时，该挂具压动行程开关ST5而停止下降。按动暂停按键“S”时，挂具就地停止。 49已知条件： 1）与例4的1）相同。 该挂具的三个运动方向

16、用一个电动机M1驱动， 接触器线圈KM11得电，电动机M1正转，挂具上升、左行和向后运动；线圈KM12得电，电动机M1反转，挂具下降、右行和向前运动。 2）如右图所示，SP11、SP12、SP13、SP14、SP15和SP16分别是安装在每套挂具顶部、下部、右部、左部、前部和后部的接近开关或行程开关。1X、2X、3X、4X为挂具到达各槽口的位置标志，5X、6X、7X 、8X为挂具到达各槽底的位置标志，9X、10X为挂具在各槽内作涮水运动时的上限位标志，11X、12X为挂具水平左行的起点与终点的位置标志，如下图所示。50 2）如右图所示，SP11、SP12、SP13、SP14、SP15和SP16

17、分别是安装在每套挂具顶部、下部、右部、左部、前部和后部的接近开关或行程开关。1X、2X、3X、4X为挂具到达各槽口的位置标志，5X、6X、7X 、8X为挂具到达各槽底的位置标志，9X、10X为挂具在各槽内作涮水运动时的上限位标志，11X、12X为挂具水平左行的起点与终点的位置标志，如下图所示。 试设计满足此生产工艺要求的电气控制线路方程组。 51解：1 ) 程序步和转步信号的定义如下图所示。 2 ) 输出方程组与例4相同。 3 ) 控制方程组。52 3 ) 控制方程组。解：1 ) 程序步和转步信号的定义如下图所示。 2 ) 输出方程组与例4相同。53 3 ) 控制方程组。54 3 ) 控制方程组。55 3 ) 控制方程组。56 3 ) 控制方程组。57 3 ) 控制方程组。选作作业:某氧化染色自动化流水线有三套挂具，每套挂具的生产工艺流程如下图所示。除上下料槽外，每个槽内最多只能容纳一套挂具，图中所示运行轨迹为每套挂具的运行轨迹图。选作作业:某氧化染色自动化流水线有三套挂具，每套挂具的生产工艺流程如下图所示。除上下料槽外，每个槽内最多只能容纳一套挂具，图中所示运行轨迹为每套挂具的运行轨迹图。选作作业:某氧化染色自动化流水线有三套挂具