全气动多缸行程程序控制系统的快速设计

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Quick Design of Wh0le Pneumatic Multi-cylinder Stroke Program Control SystemTANG Dedong，SHU Qing，LIU Rui，LI Bin(Mechanical&Power Engineering Colege，Harbin University of Science and Technology，Harbin Heilongjiang 150080，China)Abstract：Aiming at some questions of complex lo c relation in the multi-cylinder stroke program control system and fussy designat elimination of the control obstacle signal，a method of quick design of pneumatic circuit by using new type of automatic control pneu-matic component(metronome)is introduced.If using the metronome，the analysis of obstacle signal existed in it was not necessary，while only analysis of the control and action signal was need.After the air pipeline connected correctly，right control of the pneumaticcircuit can be ensured at once，so the quick design of whole pneumatic complex control system is realized。

Keywords：Whole pneumatic；Multi-cylinder stroke；Control system；Quick design多气缸顺序动作气压控制回路设计时，首先应分析是否存在障碍信号，常用的方法有很多，如信号动作状态图法、卡诺图图解法等，这些方法较繁琐且易出 。

气动节拍器是近几年发展起来的-种新型气动自动控制元件，它具有线路连接清晰、自动消除障碍信号、工作安全可靠、改变控制程序方便快捷 的特点。

具有手动 -自动控制、复位、紧急停车、互锁保护、控制动作显示等功能。是-种符合现代气动发展趋势的微型化、集成化、拈化的新型智能气动控制元件。

1 气动节拍器的结构节拍器由若干个独立的控制单元连接而成 ，单个控制单元的结构如图 1所示，双气控换向阀2控制本单元的气体输出，完成本步的执行元件的动作控制，单气控换向阀1实现下-个控制单元的激活控制，当下-个控制单元成为活动步时，通过梭阀3控制本单元成为不活动步 (即A口没有气体输出)。

各气 口的功能说明：P：气源进气口。当多个拈组合使用时，各模块 P口应相通连接；A：气控信号输出口。当多个拈组合使用时，各拈的A口分别输出气控信号；x：气控信号输入口。当多个拈组合使用时，各拈的x口分别接受来自外部的控制气体；L：总复位控制口，当 L口与气源接通时 ，节拍器恢复为初始状态，程序执行完本步动作后停止；zn：转换条件信号输出口；控制其前级步成为不活动步。

zn1：转换条件信号输入口，当多个拈组合使用时，前-个拈的 z 1口应与后-个拈的zn口相接；Yn：起动信号 口；Yn1：步进指令控制口，当多个拈组合使用时，前-个拈的 Yn1口应与后-个拈的 Yn口相接，以触发Yn起动。

收稿日期：2012-03-16基金项目：黑龙江侍育厅科学技术研究项目 (1251 1091)；哈尔滨理工大学201 1年度本科生开放性实验资助项目作者简介：唐德栋 (1972-)，男，博士 ，副教授，研究方 向为流体传动及控制 ，机器人技术。E-mail：tangdedong###yahoo.COIl3.cn。

· 94· 机床与液压 第 41卷LIII 1"--l lYH1PZ 1LX 图 1 单个控制单元结构图2 气动节拍器的工作原理节拍器的设计思想是将所有的原始信号 (不管是否有障碍)全部经过-个信号分配器处理为无障碍信号后作为执行信号，去控制主控阀动作 ，根据程序要求改变信号分配器的输入、输出信号的顺序，就可满足所需程序的动作要求。

气动节拍器的工作原理需遵循的基本控制规则如下 ：(1)当前控制单元控制的动作为活动步，且转换条件满足时，下-个控制单元激活。

(2)下-个控制单元成为活动步的同时，前级的控制单元变为不活动步。

下面以3个控制单元组成的节拍器 (如图2)说明其具体的工作原理：在启动信号 Yn的作用下，换向阀2处于左位，控制单元 ST1成为活动步 (即 A1口有气体输出)，从而可以控制该步对应的外部气路气控换向阀动作 ，气源驱动相应的执行元件完成本步动作，本步动作完成时，转换条件 x1得到满足 (即 X1口有气体进入)，换向阀 1切换到左位，气源气体经阀2左位、阀1左位控制阀5切换到左位，实现控制单元 ST2成为活动步 (即 A2口有气体输 出)，与此同时，气源气体经阀5左位，梭阀3控制阀2切换到右位，控制单元 ST1成为不活动步。对于连接多个控制单元的节拍器的工作原理以此类推≮拍器最末的控制单元ST3结构与前面的稍有不同，主要是保证在最后的控制单元处于活动步的状态 ，且转换条件满足时，才能实现第-步成为活动步。

- f J l -Xl3 气动节拍器的在行程程序控制中的应用X2 X3图 2 节拍器工作原理Y lPZ月1L图3 采用节拍器的双气缸顺序动作控制回路 (下转第 146页)· 146· 机床与液压 第41卷(1)把 16位 CRC寄存器置成 FFFF H；(2)第-个8位数据与 CRC寄存器低 8位进行异或运算 ，把结果放入 CRC寄存器 ；(3)CRC寄存器向右移-位，MSB填零，检查LSB；(4)若 LSB为0，重复步骤 (3)，再右移-位；若 LSB为1，CRC寄存器与 AO01 H进行异或运算；(5)重复步骤 (3)和 (4)直至完成8次移位，完成 8位字节的处理；(6)重复步骤 (2)- (5)，处理下-个8位数据，直至全部字节处理完毕；(7)CRC寄存器的最终值为 CRC值。

(8)把 CRC值放入信息时，高8位和低8位应分开放置，先送低8位，后送高8位。

需要注意的是，以上第 (3)步中的 LSB指的是该步骤移出的这-位 ，而不是右移-位后 CRC寄存器的最低位 ，否则将得不到正确的结果。

Modbus报文格式如表 4所示，从站地址 0表示广播方式，功能 10H表示写多个保持寄存器，起始地址从 40001开始 ，寄存器数 目 4个字 (8字节 )，字节数 8。

表 4 Modbus报文格式报文 Hex O0 10 00 01 O0 03 06从 起 起 寄 寄描 站 功 地 地 存 存 字 C C述 地 能 址 址 器 器 节 月 日 时 分 秒 特 #S #E R R数 数 数 C C址 高 低 -- 低 高向 低3 结束语文中介绍的塔式太阳能发电系统中的定 13镜阵列聚焦系统节点众多、成本低廉、结构合理、方法可行 ，有较高的应用价值。也带来每个节点的安装调试工作量大的问题，其节点的布局和镜场总体调度 等问题还需要进-步深入研究。