任务9.2.2　基本电气回路

一、电气回路图的绘制原则

电气回路图通常以一层次分明的梯形法表示,称为梯形回路图,简称梯形图。这是利用电气元件符号进行顺序控制系统设计的最常用的一种方法。梯形回路图可分为水平梯形回路图及垂直梯形回路图两种。

图9-13　水平梯形回路图

图9-13所示为水平梯形回路图,图形上下两条平行线代表控制回路图的电源线,称为母线。

梯形回路图的绘制原则:

(1)图形上端为火线,下端为接地线。

(2)回路图的构成是由左而右进行。为便于读图,接线上要加上线号。

(3)控制元件的连接线接于电源母线之间,且应尽可能使用直线。

(4)连接线与实际的元器件配置无关,其由上而下,依照动作的顺序来决定。

(5)连接线所连接的元器件均以电气符号表示,且均为未操作时的状态。

(6)在连接线上,所有的开关、继电器等的触点位置由水平电路上侧的电源母线开始连接。

(7)一个梯形回路图网线由多个梯级组成,每个输出元素(继电器线圈)可构成一个梯级。

(8)在连接线上,各种负载如继电器、电磁线圈、指示灯等的位置通常是输出元素,要放在水平线的下侧。

(9)在以上的各元器件的电气符号旁注上文字符号。

二、各种电气回路

1.是门电路(YES)

是门电路是一种简单的通断电路,能实现是门逻辑。图9-14所示为是门电路,按下按钮A,电路1导通,继电器线圈K励磁,其常开触点闭合,电路2导通,指示灯亮;若放开按钮,则指示灯熄灭。是门电路的逻辑方程是S=A。

2.或门电路(OR)

图9-15所示为或门电路,也称为并联电路。只要按下三个手动按钮中的任何一个开关,都能使电路1导通,继电器线圈K励磁,其常开触点闭合,电路4导通,指示灯亮。例如,要求在一条自动生产线上的多个操作点可以进行操作作业,就可采用这个电路。或门电路的逻辑方程为S=A+B+C。

图9-14　是门电路

3.与门电路(AND)

图9-16所示为与门电路,也称为串联电路。只有将按钮A、B、C同时按下,才能使电路1导通,继电器线圈K励磁,其常开触点闭合,电路2导通,指示灯亮。例如,一台设备为防止误操作,保证安全生产,安装了两个不同的启动按钮,只有操作者双手操作,将两个操作按钮同时按下时,设备才能开始运行。与门电路的逻辑方程式为S=A·B·C。

图9-15　或门电路

图9-16　与门电路

4.自保持电路

自保持电路又称为记忆电路,在各种液压、气压装置的控制电路中常用,尤其是使用单电控电磁换向阀控制液压缸、气压缸的运动时,必须采用自保持回路,如图9-17所示。使用了这种回路,还需要具有使其断开的装置,方能使回路完整。

从图9-17可看出,当按下按钮SB1,电路1导通,继电器线圈K励磁,其常开触点闭合,电路2导通;放开SB1后,电路1继续导通(回路自保持),同时电路3也导通,指示灯亮。若按下按钮SB2,继电器线圈K失电,则指示灯熄灭。

图9-17　自保持电路

(a)停止优先自保持回路;(b)启动优先自保持回路

5.延时电路

随着自动化设备的功能和工序越来越复杂,需严格按照规定的时间和动作完成操作,这就需要利用延时电路来实现。延时控制分为两种,延时闭合和延时断开。

图9-18所示为延时闭合电路,当按下开关SB1后,延时继电器T开始计时,经过设定的时间后,时间继电器触点闭合,灯光点亮。

三、电气气动控制回路的设计方法

在设计电气气动控制回路时,应将电气控制回路和气动回路分开画,两个图上的文字符号应一致,以便对照。

图9-18　延时闭合电路

1.绘制动作流程图

利用手动按钮控制单电控二位五通电磁阀来操纵单气缸实现单个循环,单气缸运动动作流程图如图9-19所示。

图9-19　单气缸运动动作流程图

2.设计步骤(见图9-20)

(1)将启动按钮SB1及继电器K1置于3号线,继电器的常开触点K1及电磁阀线圈Y1置于5号线上。这样当SB1按下,电磁阀线圈Y1得电时,电磁阀换向,活塞杆前进,完成流程图中流程1、2的要求,如图9-20(b)所示的3号线。

图9-20　推料装置气动回路与电气回路参考示意图

(a)气动回路;(b)电气回路

推料装置电气与气动回路

(2)由于SB1为一点动按钮,手放开电磁阀线圈Y1就会断电,将使活塞杆后退。为使活塞杆保持前进状态,必须将继电器K1所控制的常开触点接于4号线,形成一个自保电路,完成流程图中流程3的要求,如图9-20(b)所示的4号线。

(3)将行程开关S2的常闭触点接于3号线上,当活塞杆压下S2时,切断自保电路,电磁阀线圈Y1断电,电磁阀在弹簧作用下复位,活塞杆退回,完成流程图中流程5的要求。

(4)图9-20(b)中的SB2为停止按钮。在活塞杆前进过程中,只要按下SB2,将使继电器K1失电,切断自保电路,电磁阀线圈Y1断电,活塞杆都将退回到初始位置。