时序逻辑问题设计

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1、二．时序逻辑问题设计（一）时序逻辑问题的特点这类问题的特点为：只知道输出程序，整个系统按输出程序顺序进行，具有时序的要求，也称“顺序控制”。系统输出不仅与输入信号的组合有关，而且受一定顺序的限制，系统输入信号不是随机的，而是有序的。不仅输入的程序没有给出，输入的个数也没有确定，整个设计的关键是由输出程序求出逻辑函数。常见的行程程序控制属于时序逻辑问题，其控制框图如图2—6所示。框图中外部指令信号是指启动信号或其他装置来的信号。逻辑控制回路由各种控制阀、逻辑元件组成，是行程程序回路设计的主要部分。控

2、制回路的输出经转换器转换或放大器放大后，推动执行元件（气缸、气马达等），实现对被控对象的控制，再由行程发信器发出信号，输入逻辑控制回路，并经逻辑控制回路进行运算，输出下一个控制信号，直至完成预定的控制要求。实际上这是一种闭环控制系统。外部指令逻辑控制放大器执行元件被控对象或信号回路转换器行程发信器图2—6行程程序控制方框图（二）气动行程程序设计概述为了准确描述气动程序动作、信号及它们间的关系，必须用规定的符号、数字来表示。1．符号规定图2—7气缸、阀、信号的符号1）用大写的字母A、B、C等表示气缸

3、，用下标“1”和“0”表示气缸活塞杆的两种状态。例如表示A缸缩回，则表示A缸伸出。参见图2—7。2）A气缸的主控阀也用A表示。3）主控阀两侧的气控信号称为执行信号。用、表示，表示控制A缸缩回的执行信号，表示控制A缸伸出的执行信号。4）行程阀及其输出信号称为原始信号，如行程阀及其输出信号。A缸不伸出，信号一直保持，为长信号。2．行程程序的相位与状态用程序式来表示行程程序气缸的动作顺序。例如，气缸的动作顺序为：A缸伸出—B缸伸出—B缸退回—A缸退回，则用程序式表示为其中q为启动信号，、分别为气缸到位后

4、由行程阀发出的原始信号。程序式还可以简写为[]。程序式[]中四个动作将整个程序分为四段，每一段为一个相位。动作占程序的相位1，动作占程序的相位2，动作占程序的相位3，动作占程序的相位4。52动作之前，A、B两缸均处于状态。两缸压下行程阀，如图2－8有信号，称行程程序处于状态；动作之后，压下行程阀，有信号，行程程序处于状态；动作之后，压下行程阀，有、信号，行程程序处于状态；动作之后，压下行程阀，有信号，行程程序处于状态；动作之后，压下行程阀，有信号，行程程序又回到状态。图2—8行程程序动作、相位、信

5、号示意图3．气动行程程序分类从设计的角度看，气动行程程序分为：无障碍标准程序、有障碍标准程序、非标准程序。行程程序用气缸动作到位后压下行程阀发出的信号（、、、…）作为控制回路的输入（相位信号一般不作为控制回路输入）。考虑每一时刻仅有一个气缸动作的简单情况，每个气缸动作之后只有一个行程阀被压下，然后也只有一个气缸在控制回路指挥下一动作。若每个动作都能够用前一动作的到位信号直接控制下一个动作执行，则称这样的程序为无障碍标准程序。此程序的执行信号都是原始信号。例如程序[]就是无障碍标准程序。图2—9为其

6、气路原理图。图2—9[]气路原理图大多数行程程序都是有障碍程序。例如：[]程序就有部分执行信号不能选用原始信号。但可在其原始信号的“与”组合中找到需要的执行信号。这类程序称为有障碍标准程序。其障碍可用原始信号的“与”组合来排除，可参见后面例子。还有一些程序例如[]，它有部分执行信号既不能选用原始信号本身，也不能在原始信号的“与”组合中找到，需要增加记忆元件。这类程序称为非标准程序。4．气动行程程序系统的设计步骤和方法这里介绍的行程程序设计方法是一种通用的设计方法。其主要步骤是：首先对行程程序的程序

7、式进行校核。如果是标准程序，则直接用X—D图法或卡诺图法进行设计；如果是非标准程序，则作校正设计，将非标准程序转换为标准程序，再用X—D图法或者卡诺图法设计校正后的标准程序。图2—10为其设计过程框图。图2—10行程程序设计步骤框图（三）程序的校核及校正设计52一个已知的行程程序，其执行元件（设为气缸）的动作由该动作在程序中所占的相位唯一确定。行程阀的作用只是检测执行元件动作的开始和结束。其检测信号输入控制回路，控制回路控制程序相位向后转变（相位递增），我们可用程序发生器、计算机完成对程序相位的控

8、制，但最简单的方法是直接用行程阀组成控制回路。N个执行元件（气缸）的程序有2N个行程阀，即N对，每个执行元件一对。取行程阀被压下有气输出为控制信号，每对行程阀（、，、，…）成为逻辑变量的两个状态，N对行程阀组合起来共有种不同状态。实际上由于执行元件按规定程序动作，相应的行程阀能够出现的（有效的）组合状态常常少于少于种。即使行程阀组成的信号组合状态达到，最多也只能控制个动作的程序。实际行程程序中，由于同一执行元件多次动作，整个程序中动作次数可能多于次；或由于行程阀组合状态达不到种，则