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電氣控制技術(shù),,,第五章電氣控制線路的邏輯設(shè)計(jì),電氣控制原理設(shè)計(jì)方法有兩種:經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯代數(shù)設(shè)計(jì)法。1、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法電氣控制設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括主電路、控制電路和輔助電路的設(shè)計(jì)。,第五章電氣控制線路的邏輯設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)步驟①主電路：主要考慮電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)及多速控制的要求。②控制電路：滿足設(shè)備和設(shè)計(jì)任務(wù)要求的各種自動(dòng)、手動(dòng)的電氣控制電路。③輔助電路：完善控制電路要求的設(shè)計(jì)，包括短路、過(guò)流、過(guò)載、零壓、連鎖（互鎖）、限位等電路保護(hù)措施，以及信號(hào)指示、照明等電路。④反復(fù)審核：根據(jù)設(shè)計(jì)原則審核電氣設(shè)計(jì)原理圖，有必要時(shí)可以進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，修改和完善電路設(shè)計(jì)，直至符合設(shè)計(jì)要求。,第五章電氣控制線路的邏輯設(shè)計(jì),常用的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法①根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求，選用典型環(huán)節(jié)，將它們有機(jī)的組合起來(lái)，并加以補(bǔ)充修改，綜合成所需的控制電路。②沒(méi)有典型環(huán)節(jié)，可以根據(jù)工藝要求自行設(shè)計(jì)，采用邊分析邊畫(huà)圖的方法，不斷增加電器元件和控制觸點(diǎn)，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(shè)計(jì),經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)①設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單易于掌握，使用廣泛。②要求設(shè)計(jì)者有一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，需要反復(fù)修改圖紙，設(shè)計(jì)速度較慢。③設(shè)計(jì)程序不固定，一般需要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。④不宜獲得最佳設(shè)計(jì)方案。,第五章電氣控制線路的邏輯設(shè)計(jì),2、邏輯設(shè)計(jì)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(guān)系，在狀態(tài)波形圖的基礎(chǔ)上，按照一定的設(shè)計(jì)方法和步驟，設(shè)計(jì)出符合要求的控制電路。該方法設(shè)計(jì)出的電路較為合理、精練可靠，特別在復(fù)雜電路設(shè)計(jì)時(shí)，可以顯示出邏輯設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)。,第五章電氣控制線路的邏輯設(shè)計(jì),1、電氣線路的邏輯表示2、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn)3、組合電路與時(shí)序電路4、時(shí)序電路的邏輯設(shè)計(jì)5、應(yīng)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(guān)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(kāi)觸頭：常閉觸頭：2、開(kāi)關(guān)元件的受激狀態(tài)、觸頭的閉合狀態(tài)為：1開(kāi)關(guān)元件的原始狀態(tài)、觸頭的斷開(kāi)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(guān)系,（1）“與”運(yùn)算（邏輯乘）邏輯代數(shù)中運(yùn)算符號(hào)“”或“”讀作“與”。“與”運(yùn)算的真值表如表1.1所示。,表1.1與運(yùn)算,1、電氣線路的邏輯表示,實(shí)現(xiàn)邏輯乘的器件叫做“與”門(mén)，它的邏輯符號(hào)如圖1.1（a）所示，圖1.1（b）顯示出了繼電控制線路中“與”運(yùn)算的實(shí)例，它表示觸點(diǎn)的串聯(lián)。若規(guī)定觸點(diǎn)接通為“1”，斷開(kāi)為“0”，線圈通電為“1”，斷電為“0”，則可以寫(xiě)出KM＝KA1KA2，只有觸點(diǎn)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(hào),（b）控制線路實(shí)例,圖1.1邏輯“與”,1、電氣線路的邏輯表示,（2）“或”運(yùn)算（邏輯加）邏輯代數(shù)中運(yùn)算符號(hào)“+”讀作“或”?！盎颉边\(yùn)算的真值表如表1.2所示。,表1.2或運(yùn)算,1、電氣線路的邏輯表示,實(shí)現(xiàn)邏輯或的器件叫做“或”門(mén)，它的邏輯符號(hào)如圖1.2（a）所示，圖1.2（b）顯示出了繼電控制線路中“或”運(yùn)算的實(shí)例，它表示觸點(diǎn)的并聯(lián)，可寫(xiě)成KM＝KA1+KA2，當(dāng)觸點(diǎn)KA1或KA2接通，或者KA1和KA2多接通時(shí)，接觸器線圈都可通電。,圖1.2邏輯“或”,（a）邏輯符號(hào),（b）控制線路實(shí)例,1、電氣線路的邏輯表示,（3）“非”運(yùn)算（邏輯非）邏輯代數(shù)中“非”運(yùn)算的符號(hào)用變量上面的短橫線表示，讀作“非”?！胺恰边\(yùn)算的真值表如表1.4所示。它表示了事物相互矛盾的兩個(gè)對(duì)立面之間的關(guān)系。這種規(guī)律的因果規(guī)律稱(chēng)為“非”邏輯關(guān)系。,表1.4非運(yùn)算,1、電氣線路的邏輯表示,實(shí)現(xiàn)邏輯“非”的器件叫做“非”門(mén)，它的邏輯符號(hào)如圖1.3（a）所示，圖1.3（b）示出了繼電控制線路中“非”運(yùn)算的實(shí)例，通常稱(chēng)KA為原變量，為反變量，它們是一個(gè)變量的兩種形式，如同一個(gè)繼電器的一對(duì)常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)，在向各自相補(bǔ)的狀態(tài)切換時(shí)同步動(dòng)作。圖（b）中，觸點(diǎn)KA的取值與線圈KM的取值相同，而KM1與繼電器的常閉觸點(diǎn)的取值相同，所以，故實(shí)現(xiàn)了非運(yùn)算。,1、電氣線路的邏輯表示,（a）邏輯符號(hào),（b）控制線路實(shí)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(bǔ)定律：同一定律：反轉(zhuǎn)定律：,1、電氣線路的邏輯表示,交換律：結(jié)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(shè)計(jì)、化簡(jiǎn)電路：,,2、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn),步驟：（1）列寫(xiě)化簡(jiǎn)電路的全部邏輯表達(dá)式（2）化簡(jiǎn)為最佳化邏輯表達(dá)式（3）轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的觸點(diǎn)電路（4）簡(jiǎn)化整體電路：合并相同觸點(diǎn)組一、公式法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)二、覆蓋法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)三、橋形（H形）觸點(diǎn)電路,2、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn),一、公式法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù),1、列寫(xiě)邏輯表達(dá)式,2、化簡(jiǎn)邏輯函數(shù),3、繪制電路圖,2、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn),4、化簡(jiǎn)整體電路圖,,,,,,2、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn),例3,,2、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn),二、覆蓋法化簡(jiǎn)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(biāo)軸上，在一維空間做交、并、補(bǔ)運(yùn)算，用得到的集合去覆蓋函數(shù)在坐標(biāo)軸上的投影。用途：化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)、證明邏輯代數(shù)公式。例4：化簡(jiǎn)邏輯函數(shù),2、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn),1、變量真值表及最小項(xiàng),2、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn),2、真值表覆蓋簡(jiǎn)化法完全真值表覆蓋法例5化簡(jiǎn)下面兩個(gè)邏輯函數(shù),2、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn),不完全真值表覆蓋法例6根據(jù)下表化簡(jiǎn)下面兩個(gè)邏輯函數(shù),,,,,,2、觸點(diǎn)電路的化簡(jiǎn),三、橋形（H形）觸點(diǎn)電路,3、組合電路與時(shí)序電路,通常電路分為組合電路和時(shí)序電路一、組合電路特點(diǎn)：1、輸入信號(hào)的一組狀態(tài)確定一組工作狀態(tài)，與信號(hào)的先后順序無(wú)關(guān)，可用真值表表示。2、電路某種工作狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間和相應(yīng)輸入信號(hào)的持續(xù)時(shí)間一致；用長(zhǎng)信號(hào)。設(shè)計(jì)方法：代數(shù)法、幾何法、真值表覆蓋法,3、組合電路與時(shí)序電路,例7三個(gè)開(kāi)關(guān)控制黃、綠、紅三盞燈。要求：打開(kāi)任意開(kāi)關(guān)黃燈亮；打開(kāi)奇數(shù)個(gè)開(kāi)關(guān)綠燈亮；打開(kāi)偶數(shù)個(gè)開(kāi)關(guān)紅燈亮。,3、組合電路與時(shí)序電路,二、時(shí)序電路特點(diǎn)：1、輸入信號(hào)的一組狀態(tài)與信號(hào)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(hào)的可為段信號(hào)；3、至少存在一個(gè)反饋環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)方法：狀態(tài)轉(zhuǎn)換表（能反應(yīng)時(shí)序電路各階段的穩(wěn)定工作狀態(tài)、程序順序、輸入信號(hào)狀態(tài)、激勵(lì)信號(hào)等內(nèi)容）,4、時(shí)序電路的邏輯設(shè)計(jì),一、術(shù)語(yǔ)工藝要求：工藝流程圖：機(jī)械程序：電控程序：狀態(tài)表：,工藝要求,工藝流程圖,信號(hào)元件狀態(tài),執(zhí)行元件狀態(tài),狀態(tài)表,設(shè)置記憶元件,邏輯表達(dá)式,電路圖,,,,,,,,,4、時(shí)序電路的邏輯設(shè)計(jì),二、邏輯設(shè)計(jì)步驟1、畫(huà)工藝流程圖2、程序編制3、設(shè)置中間記憶元件4、列寫(xiě)記憶元件和執(zhí)行元件的邏輯表達(dá)式5、繪制、檢查、完善和簡(jiǎn)化電路,4、時(shí)序電路的邏輯設(shè)計(jì),三、設(shè)計(jì)示例設(shè)計(jì)某機(jī)床的工作臺(tái)進(jìn)給系統(tǒng)的電器控制圖快進(jìn)、工進(jìn)、快退、停止1、畫(huà)工作循環(huán)圖2、進(jìn)程程序編制3、設(shè)置記憶元件4、列寫(xiě)邏輯表達(dá)式5、繪制、檢查、完善、簡(jiǎn)化電路,5、應(yīng)用舉例,例某一組合步進(jìn)電路，程序書(shū)N=8，各程序的激勵(lì)信號(hào)元件為X1~X8，電路設(shè)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(guò)1進(jìn)入2程序2、X4受激后，電路跳過(guò)4，5進(jìn)入63、X8受激后，電路跳過(guò)8進(jìn)入1，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)。,5、應(yīng)用舉例,,,,,