電氣控制技術第五章電氣控制線路的邏輯設計.ppt

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電氣控制技術,,,第五章電氣控制線路的邏輯設計,電氣控制原理設計方法有兩種:經(jīng)驗設計法和邏輯代數(shù)設計法。1、經(jīng)驗設計法電氣控制設計的內(nèi)容包括主電路、控制電路和輔助電路的設計。,第五章電氣控制線路的邏輯設計,設計步驟①主電路：主要考慮電動機起動、點動、正反轉、制動及多速控制的要求。②控制電路：滿足設備和設計任務要求的各種自動、手動的電氣控制電路。③輔助電路：完善控制電路要求的設計，包括短路、過流、過載、零壓、連鎖（互鎖）、限位等電路保護措施，以及信號指示、照明等電路。④反復審核：根據(jù)設計原則審核電氣設計原理圖，有必要時可以進行模擬實驗，修改和完善電路設計，直至符合設計要求。,第五章電氣控制線路的邏輯設計,常用的經(jīng)驗設計方法①根據(jù)生產(chǎn)機械的要求，選用典型環(huán)節(jié)，將它們有機的組合起來，并加以補充修改，綜合成所需的控制電路。②沒有典型環(huán)節(jié)，可以根據(jù)工藝要求自行設計，采用邊分析邊畫圖的方法，不斷增加電器元件和控制觸點，以滿足給定的工作條件和要求。,第五章電氣控制線路的邏輯設計,經(jīng)驗設計的特點①設計方法簡單易于掌握，使用廣泛。②要求設計者有一定的設計經(jīng)驗，需要反復修改圖紙，設計速度較慢。③設計程序不固定，一般需要進行模擬實驗。④不宜獲得最佳設計方案。,第五章電氣控制線路的邏輯設計,2、邏輯設計法利用邏輯代數(shù)，從生產(chǎn)工藝出發(fā)，考慮控制電路中邏輯變量關系，在狀態(tài)波形圖的基礎上，按照一定的設計方法和步驟，設計出符合要求的控制電路。該方法設計出的電路較為合理、精練可靠，特別在復雜電路設計時，可以顯示出邏輯設計法的設計優(yōu)點。,第五章電氣控制線路的邏輯設計,1、電氣線路的邏輯表示2、觸點電路的化簡3、組合電路與時序電路4、時序電路的邏輯設計5、應用舉例,1、電氣線路的邏輯表示,一、電器元件的邏輯表示二、邏輯代數(shù)的基本邏輯關系三、電氣線路的邏輯表示四、邏輯代數(shù)的基本性質(zhì),1、電氣線路的邏輯表示,一、電器元件的邏輯表示1、常開觸頭：常閉觸頭：2、開關元件的受激狀態(tài)、觸頭的閉合狀態(tài)為：1開關元件的原始狀態(tài)、觸頭的斷開狀態(tài)為：0,1、電氣線路的邏輯表示,1、電氣線路的邏輯表示,二、邏輯代數(shù)的基本邏輯關系,（1）“與”運算（邏輯乘）邏輯代數(shù)中運算符號“”或“”讀作“與”?！芭c”運算的真值表如表1.1所示。,表1.1與運算,1、電氣線路的邏輯表示,實現(xiàn)邏輯乘的器件叫做“與”門，它的邏輯符號如圖1.1（a）所示，圖1.1（b）顯示出了繼電控制線路中“與”運算的實例，它表示觸點的串聯(lián)。若規(guī)定觸點接通為“1”，斷開為“0”，線圈通電為“1”，斷電為“0”，則可以寫出KM＝KA1KA2，只有觸點KA1、KA2均接通，接觸器線圈KM能通電。,1、電氣線路的邏輯表示,（a）邏輯符號,（b）控制線路實例,圖1.1邏輯“與”,1、電氣線路的邏輯表示,（2）“或”運算（邏輯加）邏輯代數(shù)中運算符號“+”讀作“或”?！盎颉边\算的真值表如表1.2所示。,表1.2或運算,1、電氣線路的邏輯表示,實現(xiàn)邏輯或的器件叫做“或”門，它的邏輯符號如圖1.2（a）所示，圖1.2（b）顯示出了繼電控制線路中“或”運算的實例，它表示觸點的并聯(lián)，可寫成KM＝KA1+KA2，當觸點KA1或KA2接通，或者KA1和KA2多接通時，接觸器線圈都可通電。,圖1.2邏輯“或”,（a）邏輯符號,（b）控制線路實例,1、電氣線路的邏輯表示,（3）“非”運算（邏輯非）邏輯代數(shù)中“非”運算的符號用變量上面的短橫線表示，讀作“非”?！胺恰边\算的真值表如表1.4所示。它表示了事物相互矛盾的兩個對立面之間的關系。這種規(guī)律的因果規(guī)律稱為“非”邏輯關系。,表1.4非運算,1、電氣線路的邏輯表示,實現(xiàn)邏輯“非”的器件叫做“非”門，它的邏輯符號如圖1.3（a）所示，圖1.3（b）示出了繼電控制線路中“非”運算的實例，通常稱KA為原變量，為反變量，它們是一個變量的兩種形式，如同一個繼電器的一對常開、常閉觸點，在向各自相補的狀態(tài)切換時同步動作。圖（b）中，觸點KA的取值與線圈KM的取值相同，而KM1與繼電器的常閉觸點的取值相同，所以，故實現(xiàn)了非運算。,1、電氣線路的邏輯表示,（a）邏輯符號,（b）控制線路實例,圖1.20邏輯“非”,1、電氣線路的邏輯表示,三、電氣線路的邏輯表示,1、電氣線路的邏輯表示,四、邏輯代數(shù)的基本性質(zhì)0和1定則：互補定律：同一定律：反轉定律：,1、電氣線路的邏輯表示,交換律：結合律：分配律：,1、電氣線路的邏輯表示,吸收率：摩根定律：,1、電氣線路的邏輯表示,利用基本性質(zhì)可以分析、設計、化簡電路：,,2、觸點電路的化簡,步驟：（1）列寫化簡電路的全部邏輯表達式（2）化簡為最佳化邏輯表達式（3）轉化為相應的觸點電路（4）簡化整體電路：合并相同觸點組一、公式法化簡邏輯函數(shù)二、覆蓋法化簡邏輯函數(shù)三、橋形（H形）觸點電路,2、觸點電路的化簡,一、公式法化簡邏輯函數(shù),1、列寫邏輯表達式,2、化簡邏輯函數(shù),3、繪制電路圖,2、觸點電路的化簡,4、化簡整體電路圖,,,,,,2、觸點電路的化簡,例3,,2、觸點電路的化簡,二、覆蓋法化簡邏輯函數(shù)覆蓋法：用相互平行的線段表示邏輯變量，并投影到坐標軸上，在一維空間做交、并、補運算，用得到的集合去覆蓋函數(shù)在坐標軸上的投影。用途：化簡邏輯函數(shù)、證明邏輯代數(shù)公式。例4：化簡邏輯函數(shù),2、觸點電路的化簡,1、變量真值表及最小項,2、觸點電路的化簡,2、真值表覆蓋簡化法完全真值表覆蓋法例5化簡下面兩個邏輯函數(shù),2、觸點電路的化簡,不完全真值表覆蓋法例6根據(jù)下表化簡下面兩個邏輯函數(shù),,,,,,2、觸點電路的化簡,三、橋形（H形）觸點電路,3、組合電路與時序電路,通常電路分為組合電路和時序電路一、組合電路特點：1、輸入信號的一組狀態(tài)確定一組工作狀態(tài)，與信號的先后順序無關，可用真值表表示。2、電路某種工作狀態(tài)的持續(xù)時間和相應輸入信號的持續(xù)時間一致；用長信號。設計方法：代數(shù)法、幾何法、真值表覆蓋法,3、組合電路與時序電路,例7三個開關控制黃、綠、紅三盞燈。要求：打開任意開關黃燈亮；打開奇數(shù)個開關綠燈亮；打開偶數(shù)個開關紅燈亮。,3、組合電路與時序電路,二、時序電路特點：1、輸入信號的一組狀態(tài)與信號的先后順序共同確定一組工作狀態(tài)不能用真值表表示；2、電路有記憶功能，輸入信號的可為段信號；3、至少存在一個反饋環(huán)節(jié)。設計方法：狀態(tài)轉換表（能反應時序電路各階段的穩(wěn)定工作狀態(tài)、程序順序、輸入信號狀態(tài)、激勵信號等內(nèi)容）,4、時序電路的邏輯設計,一、術語工藝要求：工藝流程圖：機械程序：電控程序：狀態(tài)表：,工藝要求,工藝流程圖,信號元件狀態(tài),執(zhí)行元件狀態(tài),狀態(tài)表,設置記憶元件,邏輯表達式,電路圖,,,,,,,,,4、時序電路的邏輯設計,二、邏輯設計步驟1、畫工藝流程圖2、程序編制3、設置中間記憶元件4、列寫記憶元件和執(zhí)行元件的邏輯表達式5、繪制、檢查、完善和簡化電路,4、時序電路的邏輯設計,三、設計示例設計某機床的工作臺進給系統(tǒng)的電器控制圖快進、工進、快退、停止1、畫工作循環(huán)圖2、進程程序編制3、設置記憶元件4、列寫邏輯表達式5、繪制、檢查、完善、簡化電路,5、應用舉例,例某一組合步進電路，程序書N=8，各程序的激勵信號元件為X1~X8，電路設置了菱形繼電器組。要求除了滿足原定單循環(huán)外，提出以下附加要求：1、X1受激后，電路跳過1進入2程序2、X4受激后，電路跳過4，5進入63、X8受激后，電路跳過8進入1，實現(xiàn)自動循環(huán)。,5、應用舉例,,,,,