浅谈逻辑设计法在继电控制线路中的应用

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1、浅谈逻辑设计法在继电控制线路中的应用一、逻辑设计法逻辑设计法就是利用逻辑代数这一数学工具设计电气控制线路。在继电接触器控制电路中，电器的线圈或触点的工作存在着两种相互对立的状态，符合逻辑关系，把这种具有两种相互对立状态的物理量称为逻辑变量。而在逻辑代数中，用“0”和“1”来表示这种相互对立的关系。为此规定：继电器、接触器、电磁阀等元件的线圈通电时为“1”状态，失电时为“0”状态；按钮、行程开关等压下时为“I”状态，复位时为“0”状态；元件的触点闭合时为“I”状态，断开时为“0”状态［1］。由于继电接触器控制线路符合逻辑规律，所以运用逻辑设

2、计法设计其线路时,就是根据生产工艺过程和电器元件的动作状态，按照控制要求将他们之间的关系用逻辑函数式表达，然后化简逻辑表达式，画出相应的控制电路。逻辑电路有组合逻辑电路和时序逻辑电路，对应其设计方法也各不同。出具有反馈回路的控制电路，但在设计时要设置中间记忆元件，设计难度也较大。下面举例说明设计过程。二、逻辑设计法的应用实例以加热炉自动送料控制电路的设计为例介绍逻辑设计法的设计过程（一）工艺要求炉门由电动机Ml拖动，用接触器KM1和KM2控制开门和关门；推料机由电动机M2拖动，用接触器KM3和KM4控制前进和后退；程序转换由位置开关SQ1

3、-SQ4发出转换主令信号：炉门在原位SQ1动作，炉门全开SQ2动作，推料机在原位SQ3动作，推料机前进到位SQ4动作。（二）设计步骤加热炉自动送料工作循环图如图1所示。1.根据工作循环图作出各元件状态表状态表是按顺序把各程序输入信号（检测元件）的状态，输出信号（中间元件和执行元件）所对应的状态用数值表示出来，画在一个表内。检测元件、中间元件和执行元件处于原始状态用“0”填入表中，处于受激状态（按钮、位置开关受压，继电器线圈有电）用“1”填入表中。在一个程序中，检测元件可能受激后又复原，即在同一程序有状态的变化，有两种状态，这时用一或一表示

4、，填入表屮。在输入信号屮，要特别注意使程序发生转换的转换主令信号，需单独列出。根据加热炉工作循环图和各位置开关、执行元件在各程序的状态，作出其状态表如下。表中第一程序QA是一，按钮按下时受激为1态，放开时为0态；SQ1在炉门开启运动中由受压变为释放，故为一；由于相同原因SQ2在第四程序，SQ3在第三程序也为一；SQ4在推料机前进到位时受激为1,退时SQ4释放，故SQ4在第三程序为一。2•找出待相区分组在某一程序中，由检测元件状态构成的二进制数称该程序的特征数（如程序1中的特征数为一010）。当两程序的特征数不同时（如程序2和程序3）,称为

5、“相区分的”程序组，其输出变量可直接由检测元件（或反映检测元件状态的中间元件）的状态列出逻辑函数式来表示。而有些程序具冇相同输入信息而输出却不同（如程序2和程序4具冇相同特征数0110,程序1和程序4具有相同特征数0010）称为“待相区分的”程序组。为保证控制系统能正常工作，就必须把“待相区分的”程序区分开，为此根据状态表找出待相区分组，并用特殊符号在状态表中标记（如表中用符号厶标注程序2和程序4,用符号*标注程序1和程序4）。3.设置中间记忆元件——用中间继电器区分待相区分组用一个中间继电器作为区分因子加入后，相当于程序特征数增加了一位

6、，当中间继电器在待相区分的程序状态不同时，就可以区分两个待相区分的程序了。要求增设的中间继电器转换（开启和关闭）应尽可能多地区分待相区分组，使增设的中间继电器数量最少。对于表中为区分待相程序组A,可设屮间继电器KA的状态在程序2和程序4不同，所以取在程序1、2时KA二1,在程序3、4时KA二0,而当KA按上述取值时，在程序1和4的状态也不同，故KA也可区分待相区分组B,因此只需一个中间继电器就可把各程序区分了。若把KA的状态放在特征数的末位，则程序1、2、3、4的特征数分别为一0101、01—01、010—0、0—100o4.写出屮间记忆

7、元件和输出元件的逻辑表达式对于一些控制电路，有时开启或关断的主令信号不止一个，还需其他条件具备时才能开启或关断，这些其他条件称为开启或关断约束信号，用X开约或X关约表示。这样，输出元件的一般逻辑函数表达式为:关断从优：fKA二（X关主+X关约）・（X开主・X开约+KA）或起动从优:fKA=X开主•X开约+（X关主+X关约）•KAfKA表示继电器KA的逻辑函数，KA表示口保信号（口锁触点）各程序的执行元件和中间继电器的通、断情况如表所示。输出元件在某程序开启通电，开启所対应的横线称开启边界线，该输出元件在某程序失电关断，关断所对应的横线称关

8、断边界线。如推料机进接触器KM3的开启边界线是行程开关SQ2状态由0—1,其关断边界线是SQ4状态由0—1。在开、关边界线以内是该元件受激状态，状态表中填入“1”，而开、关边界线以外都是“0”