气动控制PPT
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2024年度自动化控制基础(气动)ppt课件
2024/3/24
实现方法
采用适当的控制算法，编写控制程序，实现控制器与执行机 构的协同工作。
20
系统性能评价与优化方法
性能评价指标
稳定性、准确性、快速性、鲁棒性等。
优化方法
针对系统性能不足，采用参数整定、控制策略优化、硬件升级等方法进行改进。 同时，可利用仿真技术进行系统性能预测和评估，指导系统优化。
速度控制原理
通过改变执行元件的进气量或排 气量，实现对执行元件运动速度
的控制。
速度控制阀
包括节流阀、调速阀等，用于调 节气体流量。
速度控制回路应用
如气动马达调速、气缸缓冲等。
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14
方向控制回路
方向控制原理
方向控制回路应用
通过改变气流的方向，实现对执行元 件运动方向的控制。
如气动执行器的正反转、气缸的伸缩 等。
使用方法
安装软件并配置环境，根据需求选择 合适的模块和库函数进行建模，设置 仿真参数并运行仿真。
23
仿真模型建立与参数设置
建立气动系统模型
根据实际需求，选择合适的元件 和连接方式，建立气动系统模型
。
2024/3/24
设置仿真参数
包括气源压力、气缸直径、负载质 量等关键参数，以及仿真时间、步 长等仿真参数。
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11
03
气动基本回路与典型应用
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12
压力控制回路
压力控制原理
通过调节气源压力或改变 负载大小，实现对执行元 件工作压力的控制。
2024/3/24
压力控制阀
包括减压阀、安全阀等， 用于调节和稳定系统压力 。
压力控制回路应用
如气动夹紧装置、气动刹 车等。
《气动控制元件》课件
气动控制元件的工作流程
吸入环节
气源将气体吸入到气动控制元 件中，经过过滤和减压后进入
压缩环节。
压缩环节
气体经过压缩后，压力和温度 升高，然后进入传递环节。
传递环节
经过压缩的气体通过控制阀的 控制，将气体传递到气动执行 元件中，实现各种不同的动作 和控制功能。
控制环节
控制阀根据输入信号的变化调 节气体的流量和压力，从而实
结构设计优化
通过改进结构设计和制造工艺，降低成本和提高可靠性。
控制系统集成
将多个气动控制元件集成于一体，实现集中控制和监测。
气动控制元件的市场趋势
定制化需求增长
技术合作与联盟
根据不同行业和应用的特定需求，定 制化的气动控制元件将更受欢迎。
为了应对市场挑战，气动控制元件企 业将寻求技术合作与产业联盟。
03 气动控制元件的常见故障 及排除方法
气动控制元件的常见故障
气动控制元件堵塞
由于杂质或水分的进入，导致元件内部通道 堵塞，影响气体的流动。
气动控制元件动作不灵敏
由于内部零件磨损或老化，导致元件动作迟 缓或不灵敏。
气动控制元件泄漏
由于密封圈老化或安装不当，导致气体从元 件内部泄漏。
气动控制元件输出不稳定
《气动控制元件》PPT课件
目 录
• 气动控制元件概述 • 气动控制元件的工作原理 • 气动控制元件的常见故障及排除方法 • 气动控制元件的选型与使用 • 气动控制元件的发展前景与展望
01 气动控制元件概述
气动控制元件的定义与分类
定义
气动控制元件是用于控制气体流 动方向、压力和流量的元件，是 气动系统中不可或缺的部分。
02 气动控制元件的工作原理
气动控制元件的工作原理简介
《气动控制基本回路》PPT课件
双向调速回路
双作用气缸的速度控制回路 图17-28
缓冲回路
• 功能: 可降低或避免气缸行程末端活塞与缸体的撞击。 • 场合: 在行程长、速度快、惯性大的场合，除采用缓冲气缸外，一般
还采用缓冲回路
缓冲回路 图17-29
速度换接回路
速度换接回路 图17-30
气液联动回路
• 实现:
以气压为动力，利用 气液转换器把气压传 动转变为液压传动; 或者采用气液阻尼缸 来作为执行元件。
去系统
去逻辑单元
二次压力控制回路 图17-20
• 回路由空气过滤器、减压阀、油雾器（气动三大件）组成 • 逻辑单元的供气应接在油雾器之前
高低压转换回路：
用于低压气源或高压气源的转换输出
高低压转换回路 图17-21
节流阀：通过改变阀的通流面积来调节流量
• 节流阀的工作原理
图节17流-22阀节的流阀工作原理 图17-22
缸、冲击气缸等）
• 气动控制元件：压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀
的工作原理及结构
• 气制回路、其它
液压传动
• 液压与气压传动概述：
工作原理，两个重要概念及压力、流量这二个重要参数 ； 系统组成及液压油的主要物理性质：粘度、粘温特性
• 液压与气压传动的基础知识 • 液压泵和液压马达：
图17-15
顺序阀：
依靠回路中压力的高低变化实现执行元件的顺序动作
• 顺序阀的工作原理
关闭状态
b)开启状态
c)
顺序阀工作原理 图17-16为顺序阀的工作原理 图17-16
顺序阀：
依靠回路中压力的高低变化实现执行元件的顺序动作
• 顺序阀的应用
图17—顺17 顺序序阀阀的的应应用 用 图17-17
Festo气动基础知识介绍-PPT
典型气缸的结构特点及工作原理
• 双齿轮齿条式
气动驱动器
• 双齿轮齿条式 双齿轮齿条摆动缸的结构
气动驱动器
典型气缸的结构特点及工作原理
• 叶片式摆动缸
气动驱动器
典型气缸的结构特点及工作原理
• 叶片式摆动缸
典型气缸的结构特点及工作原理
➢ 气爪
典型气缸的结构特点及工作原理
气缸的命名
气动驱动器
气动驱动器
1 — 2000mm
• 作用力：
工作压力为 6bar时，2— 45000N
• 速度：
0.1 — 1.5m/s
气动驱动器
气动执行元件有如下几大类:
气动驱动器概况
• 产生直线往复运动的气缸 • 在一定角度范围内摆动的摆动马达(也称摆动气缸) • 产生连续转动的气动马达（旋转气缸） • 手指气缸（气爪） • 真空吸盘
IO
00 11
“非” NO (Normally Opened) 常通
IO
01 10
换向阀 气动逻辑元件
2. “或” 阀，“与”阀
换向阀 气动逻辑元件
2. 梭 阀，双压阀
换向阀 气动逻辑元件
2. “或” 阀，OR 梭阀
I1 I2
O
00
0
1 1
01
1
•0
1
1
换向阀 气动逻辑元件
2. “或” 阀，OR 梭阀
主控换向阀
换向阀
主控换向阀（双气控）
？
两个按钮分别控制门的 开启和关闭ex1.1
换向阀
气动执行元件 方向控制元件 信号处理元件 信号输入元件 气源处理元件
换向阀 几种常用换向阀——气动逻辑元件
1. “是” 阀，“非”阀
• 双齿轮齿条式
气动驱动器
• 双齿轮齿条式 双齿轮齿条摆动缸的结构
气动驱动器
典型气缸的结构特点及工作原理
• 叶片式摆动缸
气动驱动器
典型气缸的结构特点及工作原理
• 叶片式摆动缸
典型气缸的结构特点及工作原理
➢ 气爪
典型气缸的结构特点及工作原理
气缸的命名
气动驱动器
气动驱动器
1 — 2000mm
• 作用力：
工作压力为 6bar时，2— 45000N
• 速度：
0.1 — 1.5m/s
气动驱动器
气动执行元件有如下几大类:
气动驱动器概况
• 产生直线往复运动的气缸 • 在一定角度范围内摆动的摆动马达(也称摆动气缸) • 产生连续转动的气动马达（旋转气缸） • 手指气缸（气爪） • 真空吸盘
IO
00 11
“非” NO (Normally Opened) 常通
IO
01 10
换向阀 气动逻辑元件
2. “或” 阀，“与”阀
换向阀 气动逻辑元件
2. 梭 阀，双压阀
换向阀 气动逻辑元件
2. “或” 阀，OR 梭阀
I1 I2
O
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0
1 1
01
1
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1
1
换向阀 气动逻辑元件
2. “或” 阀，OR 梭阀
主控换向阀
换向阀
主控换向阀（双气控）
？
两个按钮分别控制门的 开启和关闭ex1.1
换向阀
气动执行元件 方向控制元件 信号处理元件 信号输入元件 气源处理元件
换向阀 几种常用换向阀——气动逻辑元件
1. “是” 阀，“非”阀
《气动控制原理教程》课件
，实现更高效的控制和操作。
集成化
气动控制技术将与其他技术进行 集成，形成更完整的控制系统， 提高系统的整体性能和稳定性。
02
CATALOGUE
气动控制系统的基本组成
气源装置
气源装置是气动系统的能源供给装置，主要功能是为系统提供稳定、洁净的工作气 体。
气源装置通常包括空气压缩机、储气罐、干燥机等设备，用于产生压缩空气、储存 压缩空气以及除去压缩空气中的水分和杂质。
辅助元件是气动系统中除气源装置、执行元件和控制元件以外的其他元件，用于实现气动系 统的辅助功能。
辅助元件包括消声器、过滤器、油雾器等，其中消声器用于降低气动系统运行时的噪音，过 滤器用于除去压缩空气中的杂质和水分，油雾器用于将润滑油均匀地混入压缩空气中，实现 对气缸等执行元件的润滑。
辅助元件虽然不是气动系统的核心部分，但对整个系统的性能和稳定性也有重要影响。
日常维护与保养
01
02
03
每日检查
检查气动系统的所有部件 ，包括气源、气动执行器 、控制阀等，确保没有泄 漏或异常噪音。
清洁与润滑
定期清洁气动系统的相关 部件，并使用专用的润滑 剂对运动部件进行润滑。
紧固与调整
确保所有连接部件紧固， 没有松动，同时对需要调 整的部件进行调整，保持 最佳性能。
常见故障的诊断与排除
智能化
智能化技术如人工智能、机器学习等在气动控制领域的应用，使得气 动设备能够自适应地调整参数，提高控制精度和稳定性。
模块化与集成化
模块化和集成化设计能够减小气动设备的体积和重量，便于维护和升 级，同时提高系统的可靠性。
环保与节能
随着环保意识的增强，气动控制技术正朝着低能耗、低排放、低噪声 的方向发展，以减小对环境的影响。
集成化
气动控制技术将与其他技术进行 集成，形成更完整的控制系统， 提高系统的整体性能和稳定性。
02
CATALOGUE
气动控制系统的基本组成
气源装置
气源装置是气动系统的能源供给装置，主要功能是为系统提供稳定、洁净的工作气 体。
气源装置通常包括空气压缩机、储气罐、干燥机等设备，用于产生压缩空气、储存 压缩空气以及除去压缩空气中的水分和杂质。
辅助元件是气动系统中除气源装置、执行元件和控制元件以外的其他元件，用于实现气动系 统的辅助功能。
辅助元件包括消声器、过滤器、油雾器等，其中消声器用于降低气动系统运行时的噪音，过 滤器用于除去压缩空气中的杂质和水分，油雾器用于将润滑油均匀地混入压缩空气中，实现 对气缸等执行元件的润滑。
辅助元件虽然不是气动系统的核心部分，但对整个系统的性能和稳定性也有重要影响。
日常维护与保养
01
02
03
每日检查
检查气动系统的所有部件 ，包括气源、气动执行器 、控制阀等，确保没有泄 漏或异常噪音。
清洁与润滑
定期清洁气动系统的相关 部件，并使用专用的润滑 剂对运动部件进行润滑。
紧固与调整
确保所有连接部件紧固， 没有松动，同时对需要调 整的部件进行调整，保持 最佳性能。
常见故障的诊断与排除
智能化
智能化技术如人工智能、机器学习等在气动控制领域的应用，使得气 动设备能够自适应地调整参数，提高控制精度和稳定性。
模块化与集成化
模块化和集成化设计能够减小气动设备的体积和重量，便于维护和升 级，同时提高系统的可靠性。
环保与节能
随着环保意识的增强，气动控制技术正朝着低能耗、低排放、低噪声 的方向发展，以减小对环境的影响。
气动调节阀教学课件PPT
案例二
某电厂锅炉给水系统，选用具有大流量、 高可调比和低泄漏率的气动调节阀，满足 了系统对流量和压力的精确控制要求。
06 发展趋势与智能化技术应 用
当前行业发展趋势分析
节能环保需求推动
随着全球环保意识的提高，气动调节阀行业正朝着更加节 能环保的方向发展，高效、低能耗的产品受到市场青睐。
智能化、自动化趋势明显
考虑附件配置
根据需要选择定位器、手轮、电磁阀等附件， 提高阀门的使用性能和可靠性。
案例分析：成功选型经验分享
案例一
案例三
某化工厂反应釜温度控制系统，选用具 有良好密封性能和耐高温性能的气动调 节阀，成功实现了温度的精确控制。
某制药厂药液流量控制系统，选用具有 防腐蚀材质和卫生级标准的气动调节阀 ，确保了药品生产的质量和安全。
弹簧复位型在频繁动作时可能导致弹簧疲劳 失效；非弹簧复位型在失去气源时无法自动 复位，需要手动操作。
03 阀门定位器与附件选择
阀门定位器作用及原理
作用
阀门定位器是气动调节阀的重要附件，主要用于改善阀门的位置控制精度，提高阀门对信号变化的响应速度，以 及克服阀杆摩擦力等非线性因素对控制性能的影响。
自动化控制算法
采用先进的控制算法，实现气动调节阀的精确控 制和自动调节，提高生产效率和产品质量。
3
远程监控与故障诊断
借助物联网技术，实现远程监控和故障诊断，及 时发现并解决问题，降低运维成本。
未来发展方向预测
智能化水平进一步提高
01
随着人工智能、机器学习等技术的不断发展，气动调节阀的智
能化水平将进一步提高，实现更加精准、高效的控制。
原理
阀门定位器通过接收来自控制器的控制信号，与阀门的实际位置进行比较，然后输出相应的气压信号去驱动执行 机构，使阀门移动到正确的位置。同时，阀门定位器还具有反馈功能，可以将阀门的实际位置反馈给控制器，以 便进行更精确的控制。
第4章--气动控制阀PPT课件
2021/7/24
（1）或门元件 逻辑表达式： S = a + b
应用举例
高低压转换回路
2021/7/24
手动—自动选择回路
（2）是门和与门元件
逻辑表达式： S = a S =a · b
气动“是” 回路起信号放大作用，将 先导信号压力a放大至阀的供给压力。
应用举例
2021/7/24
双手操作安全回路
分类方式 按阀内气体的流动方向 按阀芯的结构形式 按阀的密封形式 按阀的工作位数及通路数 按阀的控制操纵方式分
2021/7/24
形式 单向阀、换向阀 截止阀、滑阀 硬质密封、软质密封 二位三通、二位五通、三位五通等
气压控制、电磁控制、机械控制、手动控制
1. 单向型方向控制阀
（1）单向阀
气体只能沿着一个方向流动，反向不能流动的阀，与 液压阀中的单向阀相似。
（3）非门和禁门元件
非门逻辑表达式： 禁门逻辑表达式：
2021/7/24
气动回路实现应用举例
非门
2021/7/24
禁门
（4）或非元件
2021/7/24
逻辑表达式：
该元件有三个输入口， 一个输出口，一个气 源口。三个输入口中 任一个有气信号，S口 就无输出。
练习：写出回路逻辑表达式
回路实现或非
节流调速举例
60%
50% 80%
80% 50%
42 5 13
(a)
2021/7/24
42 5 13
(b)
42
1
53 1 50%
70%
(c)
2 3 42
5 13
(d)
问题：单作用气缸如何调速？
四、气动逻辑元件
（1）或门元件 逻辑表达式： S = a + b
应用举例
高低压转换回路
2021/7/24
手动—自动选择回路
（2）是门和与门元件
逻辑表达式： S = a S =a · b
气动“是” 回路起信号放大作用，将 先导信号压力a放大至阀的供给压力。
应用举例
2021/7/24
双手操作安全回路
分类方式 按阀内气体的流动方向 按阀芯的结构形式 按阀的密封形式 按阀的工作位数及通路数 按阀的控制操纵方式分
2021/7/24
形式 单向阀、换向阀 截止阀、滑阀 硬质密封、软质密封 二位三通、二位五通、三位五通等
气压控制、电磁控制、机械控制、手动控制
1. 单向型方向控制阀
（1）单向阀
气体只能沿着一个方向流动，反向不能流动的阀，与 液压阀中的单向阀相似。
（3）非门和禁门元件
非门逻辑表达式： 禁门逻辑表达式：
2021/7/24
气动回路实现应用举例
非门
2021/7/24
禁门
（4）或非元件
2021/7/24
逻辑表达式：
该元件有三个输入口， 一个输出口，一个气 源口。三个输入口中 任一个有气信号，S口 就无输出。
练习：写出回路逻辑表达式
回路实现或非
节流调速举例
60%
50% 80%
80% 50%
42 5 13
(a)
2021/7/24
42 5 13
(b)
42
1
53 1 50%
70%
(c)
2 3 42
5 13
(d)
问题：单作用气缸如何调速？
四、气动逻辑元件
《气动执行器》课件
气动执行器的应用领域
化工行业
用于控制各种化工设备 的开关和调节阀，如反
应器、分离器等。
电力行业
用于控制火力发电厂的 各种阀门和开关，如汽 轮机控制阀、锅炉安全
阀等。
环保行业
用于污水处理、垃圾焚 烧等领域的设备控制和
调节。
自动化生产线
用于自动化生产线的各 种机械手、传送带等设
备的控制和调节。
02
CATALOGUE
用于制造密封圈，具有良 好的密封性能和耐腐蚀性 。
03
CATALOGUE
气动执行器的工作流程与控制
气动执行器的工作流程
压缩空气的供给
气动执行器通过压缩空气作为动力源 ，首先需要确保供给的压缩空气清洁 、干燥，并具有一定的压力。
位置调节与反馈
气动执行器通常配备有位置传感器， 用于检测活塞杆的位置，实现执行器 的精确控制和位置反馈。
《气动执行器》PPT课件
CATALOGUE
目 录
• 气动执行器概述 • 气动执行器的组成与结构 • 气动执行器的工作流程与控制 • 气动执行器的性能参数与测试 • 气动执行器的维护与保养
01
CATALOGUE
气动执行器概述
气动执行器的定义与工作原理
定义
气动执行器是一种利用压缩气体 驱动的执行机构，通过气体的压 力和流量来推动执行器的运动。
双座式
有两个阀芯和阀体的气动执行器， 通常用于控制双向流动的气体。
角式
阀体和阀芯之间的角度可调的气动 执行器，通常用于控制气体流向。
气动执行器的材料选择
01
02
03
铸铁或铸钢
用于制造阀体，具有较高 的机械强度和耐腐蚀性。
不锈钢
电气动控制系统课件
的测试设备和工具，确保测试环
境的有效性。
功能测试
对电气动控制系统的各项功能进
行测试，检查系统是否满足设计
03
要求和性能指标。
性能测试
04 对电气动控制系统的性能进行测
试，包括响应时间、稳定性、可
靠性等。
调试方法与工具
调试方法
根据系统特点和测试结果 ，选择合适的调试方法， 如分块调试、模块化调试
等。
控制器
控制器是电气动控制系统的核心，负 责接收输入信号，根据设定的程序产 生输出信号，控制执行器的动作。
控制器一般由微处理器、输入输出接 口、电源等部分组成，具有可编程功 能，可以根据需要进行软件编程，实 现不同的控制逻辑。
执行器
01
执行器是电气动控制系统的输出 装置，根据控制器发出的信号， 驱动被控对象进行动作。
谢谢您的聆听
THANKS
02
执行器一般分为电动、气动、液 压等类型，根据被控对象的特性 及控制要求选择合适的执行器。
传感器
传感器是电气动控制系统的输入装置，用于检测被控对象的参数变化，并将检测 到的信号传输给控制器。
传感器一般分为位移、速度、温度、压力等类型，根据被控对象的参数选择相应 的传感器。
电源
电源是电气动控制系统的能源提供装置，为控制器、执行器 、传感器等部件提供所需的电源。
调试工具
使用专业的调试工具，如 示波器、逻辑分析仪等， 对系统进行实时监控和信
号测量。
调试流程
按照规定的调试流程进行 操作，确保调试过程的有
序性和高效性。
故障诊断与排除
故障诊断
通过系统监控、日志分析等方式，快速定 位故障所在，确定故障原因。
故障排除
境的有效性。
功能测试
对电气动控制系统的各项功能进
行测试，检查系统是否满足设计
03
要求和性能指标。
性能测试
04 对电气动控制系统的性能进行测
试，包括响应时间、稳定性、可
靠性等。
调试方法与工具
调试方法
根据系统特点和测试结果 ，选择合适的调试方法， 如分块调试、模块化调试
等。
控制器
控制器是电气动控制系统的核心，负 责接收输入信号，根据设定的程序产 生输出信号，控制执行器的动作。
控制器一般由微处理器、输入输出接 口、电源等部分组成，具有可编程功 能，可以根据需要进行软件编程，实 现不同的控制逻辑。
执行器
01
执行器是电气动控制系统的输出 装置，根据控制器发出的信号， 驱动被控对象进行动作。
谢谢您的聆听
THANKS
02
执行器一般分为电动、气动、液 压等类型，根据被控对象的特性 及控制要求选择合适的执行器。
传感器
传感器是电气动控制系统的输入装置，用于检测被控对象的参数变化，并将检测 到的信号传输给控制器。
传感器一般分为位移、速度、温度、压力等类型，根据被控对象的参数选择相应 的传感器。
电源
电源是电气动控制系统的能源提供装置，为控制器、执行器 、传感器等部件提供所需的电源。
调试工具
使用专业的调试工具，如 示波器、逻辑分析仪等， 对系统进行实时监控和信
号测量。
调试流程
按照规定的调试流程进行 操作，确保调试过程的有
序性和高效性。
故障诊断与排除
故障诊断
通过系统监控、日志分析等方式，快速定 位故障所在，确定故障原因。
故障排除
纯气动控制系统_图文
阀门的基本功能是，为达到检测、信号处理和控制的 目的而改变、产生和消除信号。另外，阀门也可作为驱动 阀，供给执行机构所需的压旋钮开关）控制双作用气缸的伸出和回缩 ，使物体从传送带1到传送带2； ② 气缸伸出时间t=3s，回缩时间t=2.5s； ③ 压力表指示气缸活塞两端的压力； ④ 双作用气缸的初始位置在尾端（即必须在回缩到位）。
三．常见的逻辑阀
1．单向控制阀（单向阀）：自行车打气，气门心就是单向阀。 2．或阀（梭阀） (1) 工作原理 (2) 图形符号（中间称之为“死点”）
(3) 应用：逻辑回路和程序控制回路中被广泛应用。 3．与阀（双压阀） (1) 工作原理 (2) 图形符号
三．常见的逻辑阀
4．延时阀 (1) 作用：使阀芯换向延时
振动料桶设计
振动料桶设计
分析回路
气缸从伸出到位的位置回缩，离开 1.9后，1.1中的 12口没有控制气体，但是 由于，双气控换向阀具有记忆功能，所以 气缸继续回缩；
回缩到1.7，继续气缸继续回缩
出动到1.2时，14口有气体，1.1换到左位
气缸伸出，在1.2-1.7之间往复运动
当延时阀延时一段时间t=10秒后，气缸停止运 动，最终停止在伸出到位的位置。
箱体夹紧机
热片焊接机
两个双作用气缸一起装在电加热 的闸板上,推压闸板将二块热塑板片 焊接在一起。板片的厚度范围是 1.5mm至4mm，接缝长度可以任意。 两气缸的活塞压力用压力调节阀限制 为p=400KPa=4bar。 按下间接启动按钮开关,两气缸在排 气节流下平行前向运功。为了便于调 节,在气缸和节流止回阀之间接了压 力表。气缸的两端位置都安有行程开 关，压下时间t=1.5s后,闸板返回初始 位置。用另一个按钮开关也可使气缸 立即回程。两缸动作顺序
三．常见的逻辑阀
1．单向控制阀（单向阀）：自行车打气，气门心就是单向阀。 2．或阀（梭阀） (1) 工作原理 (2) 图形符号（中间称之为“死点”）
(3) 应用：逻辑回路和程序控制回路中被广泛应用。 3．与阀（双压阀） (1) 工作原理 (2) 图形符号
三．常见的逻辑阀
4．延时阀 (1) 作用：使阀芯换向延时
振动料桶设计
振动料桶设计
分析回路
气缸从伸出到位的位置回缩，离开 1.9后，1.1中的 12口没有控制气体，但是 由于，双气控换向阀具有记忆功能，所以 气缸继续回缩；
回缩到1.7，继续气缸继续回缩
出动到1.2时，14口有气体，1.1换到左位
气缸伸出，在1.2-1.7之间往复运动
当延时阀延时一段时间t=10秒后，气缸停止运 动，最终停止在伸出到位的位置。
箱体夹紧机
热片焊接机
两个双作用气缸一起装在电加热 的闸板上,推压闸板将二块热塑板片 焊接在一起。板片的厚度范围是 1.5mm至4mm，接缝长度可以任意。 两气缸的活塞压力用压力调节阀限制 为p=400KPa=4bar。 按下间接启动按钮开关,两气缸在排 气节流下平行前向运功。为了便于调 节,在气缸和节流止回阀之间接了压 力表。气缸的两端位置都安有行程开 关，压下时间t=1.5s后,闸板返回初始 位置。用另一个按钮开关也可使气缸 立即回程。两缸动作顺序
液压传动与气动技术课件 13气动控制元件
（3）与门型梭阀（双压阀）
▪ 双压阀又称“与”门型梭阀。在气动逻辑回路中，
它的作用相当于“与”门作用。
与门型梭阀工作原理
该阀有两个输入口1和一个输出口2。这种阀具有“与”逻辑功能， 若只有一个输入口有气信号，则输出口2没有气信号输出，只有当 双压阀的两个输入口均有气信号，输出口2才有气信号输出。双压 阀主要用于互锁控制、安全控制、检查功能或者逻辑操作。
人力控制换向按钮式手动阀
（4）机械控制换向阀
机械控制换向阀是利用执行机构或其它机构的运动部件， 借助凸轮、滚轮、杠杆和撞块等机械外力推动阀芯，实现换向 的。
（a）直动圆头式 （b）杠杆滚轮式 （c）可通过滚轮杠杆式 （d）旋转杠杆式 （e）可调杠杆式 （f）弹簧触须式
弹簧的作用是增加阀的密封性，防止低压 泄露，另外，在气流反向流动时帮助阀迅 速关闭。
单向阀特性及应用
单向阀的特性包括最低开启压力、压降和 流量特性等。因单向阀是在压缩空气作用 下开启的，因此在阀开启时，必须满足最 低开启压力，否则不能开启。
在气动系统中，为防止储气罐中的压缩空 气倒流回空气压缩机，在空压机和储气罐 之间应装有单向阀。
值时，主阀换向； 差压控制是使主阀芯在两端压力差的作用下换向。 延时控制是利用气流经过小孔或缝隙被节流后，再向气室
内充气，经过一定的时间，当气室内压力升至一定值后， 再推动阀芯动作而换向，从而达到信号延迟的目的。
滑阀式气控阀工作原理
气控换向阀
时间控制换向阀
时间控制换向阀是使气流通过气阻（如小孔、缝隙等） 节流后到气容（储气空间）中，经一定时间容气内建 立起一定压力后，再使阀芯换向的阀。在不允许使用 进间继电器（电气控制）的场合（如易燃、易爆、粉 尘大等），用气动时间控制就显示出其优越性。
12气动基本回路速度控制回路.ppt
在图14-3b所示的回 路中，气缸上升时可 调速，下降时则通过 快排气阀排气，使气 缸快速返回。
二、双作用气缸的速度控制回路
1、单向调速回路
当节流阀开度较小时，由于进 入A腔的流量较小，压力上升 缓慢，当气压达到能克服负载 时，活塞前进，此时A腔容积 增大，结果使压缩空气膨胀， 压力下降，使作用在活塞上的 力小于负载，因而活塞就停止 前进。待压力再次上升时，活 塞才再次前进。这种由于负载 及供气的原因使活塞忽走忽停 的现象，叫气缸的“路
六、变速回路
快进—慢进—快退
五、缓冲回路
❖ 要获得气缸行程末端的缓冲，除采用带缓冲的气缸外，特 别在行程长、速度快、惯性大的情况下，往往需要采用缓冲 回路来满足气缸运动速度的要求。
b）所示回路的特点是， 当活塞返回到行程末端时， 其左腔压力已降至打不开 顺序阀2的程度，余气只 能经节流阀1排出，因此 活塞得到缓冲。
a）所示回路能实现快进一慢进缓冲一停止快 退的循环，行程阀可根据需要来调整缓冲开始 位置，这种回路常用于惯性力大的场合。
进气节流
❖ 节流供气的不足之处主要表现为：
❖ 1)当负载方向与活塞运动方向相反时，活塞运动 易出现不平稳现象，即“爬行”现象。
2)当负载方向与活塞运动方向一 致时，由于排气经换向阀快排， 几乎没有阻尼，负载易产生“跑 空”现象，使气缸失去控制。
所以进气节流，多用于垂直安装的气缸的供气回路中
❖ 在水平安装的气缸的供气回路中一般采用如图14-4b 所示的节流排气的回路。
在要求气缸具有准确而平稳的速度时(尤其在负 载变化较大的场合)，就要采用气液相结合的 调速方式了。
❖ 2、双向调速回路
❖ 在气缸的进、排气口装设节流阀，就组成了双向调速回路
二、双作用气缸的速度控制回路
1、单向调速回路
当节流阀开度较小时，由于进 入A腔的流量较小，压力上升 缓慢，当气压达到能克服负载 时，活塞前进，此时A腔容积 增大，结果使压缩空气膨胀， 压力下降，使作用在活塞上的 力小于负载，因而活塞就停止 前进。待压力再次上升时，活 塞才再次前进。这种由于负载 及供气的原因使活塞忽走忽停 的现象，叫气缸的“路
六、变速回路
快进—慢进—快退
五、缓冲回路
❖ 要获得气缸行程末端的缓冲，除采用带缓冲的气缸外，特 别在行程长、速度快、惯性大的情况下，往往需要采用缓冲 回路来满足气缸运动速度的要求。
b）所示回路的特点是， 当活塞返回到行程末端时， 其左腔压力已降至打不开 顺序阀2的程度，余气只 能经节流阀1排出，因此 活塞得到缓冲。
a）所示回路能实现快进一慢进缓冲一停止快 退的循环，行程阀可根据需要来调整缓冲开始 位置，这种回路常用于惯性力大的场合。
进气节流
❖ 节流供气的不足之处主要表现为：
❖ 1)当负载方向与活塞运动方向相反时，活塞运动 易出现不平稳现象，即“爬行”现象。
2)当负载方向与活塞运动方向一 致时，由于排气经换向阀快排， 几乎没有阻尼，负载易产生“跑 空”现象，使气缸失去控制。
所以进气节流，多用于垂直安装的气缸的供气回路中
❖ 在水平安装的气缸的供气回路中一般采用如图14-4b 所示的节流排气的回路。
在要求气缸具有准确而平稳的速度时(尤其在负 载变化较大的场合)，就要采用气液相结合的 调速方式了。
❖ 2、双向调速回路
❖ 在气缸的进、排气口装设节流阀，就组成了双向调速回路
气动行程程序控制系统图课件
听诊器法
通过听气动行程程序控制系统运行时的声音 ，判断是否存在异常。
触摸法
通过触摸气动行程程序控制系统的表面，判 断温度、振动等是否存在异常。
故障码法
通过读取气动行程程序控制系统的故障码， 快速定位除措施
气动执行器不动作
检查供气是否正常，气路是否畅通，气源压力是否达到要求。
03
气动行程程序控制系统的设计
气动行程程序控制系统的设计流程
确定控制方案
根据设计要求，确定控制系统 的整体架构和关键技术方案。
设计控制系统回路
根据控制方案，设计气动控制 回路，包括输入、输出和反馈 回路。
明确设计要求
明确控制系统的功能和性能要 求，了解控制系统的各种约束 条件。
选择合适的元件
选择合适的电磁阀、气缸、传 感器等气动元件，确保其性能 和质量满足控制系统要求。
气动执行器动作缓慢
检查气路是否被堵塞，气源压力是否正常，气缸是否有漏气现象。
气动执行器精度不高
检查气缸是否磨损严重，气缸内是否存在异物，位置传感器是否安装正确。
气动执行器运行不稳定
检查气源质量是否稳定，空气过滤器是否堵塞，管道是否存在振动现象。
气动行程程序控制系统故障预防措施
01
定期检查供气系统
定期检查供气系统是否正常，包括 供气管道、阀门、压力表等部件。
计数回路
对气动执行元件的动作次数进 行计数，实现特定的逻辑功能
。
气动行程程序控制系统的基本功能
位置控制
通过控制阀和气动执行元件实现机械机构的 位置精确控制。
速度控制
通过控制阀和气动执行元件实现机械机构的 速度平稳控制。
力控制
通过控制阀和气动执行元件实现机械机构的 力度稳定控制。
结构气动执行结构控制阀一ppt课件
39
第一节 气动执行器
（7）控制阀安装前，应对管路进行清洗，排去污物和焊 渣。安装后还应再次对管路和阀门进行清洗，并检查阀门 与管道连接处的密封性能。当初次通入介质时，应使阀门 处于全开位置以免杂质卡住。 （8）在日常使用中，要对控制阀经常维护和定期检修。
图11-12 控制阀在管道中的安装 1—调节阀；2—切断阀；3—旁路阀
内容提要
气动执行器
气动执行器的组成与分类 控制阀的流量特性 控制阀的选择 气动执行器的安装和维护
阀门定位器与电-气转换器
气动阀门定位器 电-气阀门定位器 电-气转换器
1
内容提要
电动执行器
概述 角行程电动执行机构 直行程电动执行机构
2
概述
执行器
作用
接受控制器的输出信号,直接控制能量或物料 等调节介质的输送量,达到控制温度、压力、流量、 液位等工艺参数的目的。
（2）直通双座控制阀 阀体内有两个阀芯和两个阀座。
特点 流体流过的时候，不平衡力小。 直通双座阀 缺点 容易泄漏
10
第一节 气动执行器
（3）角形控制阀 角形阀的两个接管呈直角形。
特点 流路简单、阻力较小，适于现场
管道要求直角连接，介质为高黏度、 高压差和含有少量悬浮物和固体颗粒 状的场合。流向一般是底进侧出。
图11-7 串联管道的情形
P PV PF
工作流量特性
S
PV
n
P
PV
n
PV
n
PF
m
26
第一节 气动执行器
图11-8 管道串联时控制阀的工作流量特性
27
第一节 气动执行器
（2）并联管道的工作流量特性
控制阀一般都装有旁路，以便手动操作和维护。当 生产量提高或控制阀选小了时，只好将旁路阀打开一些， 此时控制阀的理想流量特性就改变成为工作特性。
第一节 气动执行器
（7）控制阀安装前，应对管路进行清洗，排去污物和焊 渣。安装后还应再次对管路和阀门进行清洗，并检查阀门 与管道连接处的密封性能。当初次通入介质时，应使阀门 处于全开位置以免杂质卡住。 （8）在日常使用中，要对控制阀经常维护和定期检修。
图11-12 控制阀在管道中的安装 1—调节阀；2—切断阀；3—旁路阀
内容提要
气动执行器
气动执行器的组成与分类 控制阀的流量特性 控制阀的选择 气动执行器的安装和维护
阀门定位器与电-气转换器
气动阀门定位器 电-气阀门定位器 电-气转换器
1
内容提要
电动执行器
概述 角行程电动执行机构 直行程电动执行机构
2
概述
执行器
作用
接受控制器的输出信号,直接控制能量或物料 等调节介质的输送量,达到控制温度、压力、流量、 液位等工艺参数的目的。
（2）直通双座控制阀 阀体内有两个阀芯和两个阀座。
特点 流体流过的时候，不平衡力小。 直通双座阀 缺点 容易泄漏
10
第一节 气动执行器
（3）角形控制阀 角形阀的两个接管呈直角形。
特点 流路简单、阻力较小，适于现场
管道要求直角连接，介质为高黏度、 高压差和含有少量悬浮物和固体颗粒 状的场合。流向一般是底进侧出。
图11-7 串联管道的情形
P PV PF
工作流量特性
S
PV
n
P
PV
n
PV
n
PF
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第一节 气动执行器
图11-8 管道串联时控制阀的工作流量特性
27
第一节 气动执行器
（2）并联管道的工作流量特性
控制阀一般都装有旁路，以便手动操作和维护。当 生产量提高或控制阀选小了时，只好将旁路阀打开一些， 此时控制阀的理想流量特性就改变成为工作特性。
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缺 点
1、不能精确感知行程的最远端位置 2、不能应用在快速控制系统中
电气气动
安装端盖 控制要求： 使用端盖安装装置将端盖压在塑料桶上。 按下启动按钮后，双作用缸活塞杆伸出， 球形端盖被按在塑料桶上。松开按钮后， 活塞杆回到开始位置。
硬
件电 接信 线号
单 元
继 电 器 单 元
电 源
图 形 符 号
实 物 图
逻辑控制阀
输入
A
B
0
0
1
0
0
1
1
1
输出 Y 0 1 1 1
设计
按照以下控制要求设计启动 回路： 如果两个按钮阀中有一个 被按下，双作用气缸伸出。 如果按钮松开，气缸缩回。
项目训练
记忆回路与气缸的速度控制
手动驱动二位三通按钮阀时， 双作用气缸的活塞杆伸出。驱 动另一个手动驱动二位三通按 钮阀之前，气缸需保持伸出状 态。只有当第一个阀松开后， 操作第二个阀才有效。按下第 二个阀，气缸回到初始状态。 再次按下第一个阀之前，气缸 需保持在初始状态。
控
控
制 滚轮式
阀Leabharlann 单向滚轮式驱动方式
气
直接气动驱动
动
控
间接气驱动，通过气控
制
信号先岛驱动
电 气
单电控
控 制
双电控
组 带手动控制的双电控和 合 先导驱动
二位三通换向阀，单气控
气缸执行器部分
执行元件
气缸执行器部分
气动执行元件
在气动自动化系统中，气动执行元件是一种将压缩空气的能量转化为 机械能，实现直线、摆动或回转运动的传动装置。
项目训练
问题扩展
如果需要 气缸伸出 到最远端 后自动缩 回缩回， 需要使用 （ ？）
需要使用滚轮杠杆 阀当作限位开关， 以确认气缸杆已达 到最远端位置
课堂测验
利用气动仿真软件按照以下控制要求设计气路： 用双作用缸从料仓中传送工件。按下按钮或踏下踏板，气缸伸出。气缸完 全伸出后，自动回到初始位置。双作用缸伸出退回时，速度均可调。
活塞式
无杆
双活塞
气缸
磁性耦合 机械耦合 绳索、钢缆
平膜片 膜片式 滚动膜片
皮囊
气缸执行器部分
图所示为弹簧复位的单作用 气缸，在活塞的一侧装有使活 塞杆复位的弹簧，在另一端缸 盖上开有呼吸用的气口。图示 单作用气缸的弹簧装在有杆腔 内，气缸活塞杆初始位置处于 退回的位置，这种气缸称为预 缩型单作用气缸；弹簧装在无 杆腔内，气缸活塞杆初始位置 为伸出位置的，称为预伸型气 缸。
气缸的间接控制
单作用气缸的间接控制 利用气动仿真软件按照以下控制要求设计气动回路： 按下按钮后，大活塞直径的单作用气缸夹紧工作。按 钮放开，气缸即缩回。
逻辑控制阀
双压阀 可以实现“与”逻辑功能，若想使端口2有输出，两个端口必须同时有输入 信号。
图 形 符
实 物 图
号
气缸的间接控制
输入
A
B
0
0
1
依靠压力的控制
塑料元件的模压加工： 一双作用缸驱动冲模为塑料元件进行模压加工。气缸杆完全伸出至模压位置 并且达到设定压力后，模具自动缩回。活塞腔内的压力以一块压力表显示。
组合式阀
延时阀：用于信号的延迟
常闭式
常开式
延时阀的应用
利用双作用缸将两个涂有粘合剂的元件压在一起。按下按钮时夹紧器 缸伸出。当到达完全伸出位置后，气缸保持一段设定时间，然后迅速 缩回到初始位置。要求气缸的缩回速度可调，当气缸完全缩回后，才 可以 开始自动循环工作。
速度易受 负载影响
缺点
气动系统最重要的控制内容是什么？
力的大小、运动方向和运动速度 。
压力控制阀
控制气缸输出力的大小
方向控制阀
控制气缸的运动方向
速度控制阀
控制气缸的运动速度
气
命令执行
动
信号输出
控
制
信号处理
系
统
组
信号输入
成
能量供给
命令执行
气缸 马达 指示灯
控制元件 换向阀
加工元件 换向阀 单向阀、逻辑元件 压力控制阀 计时器、顺序器
p1*v1=p2*v2=恒值
如果大气压力下的空气被压缩机压缩到原来体积的1/7。假设压缩过程温度不变， 压缩后的气体在压力表上示数是多大？
Pe=Pabs-Pamb=(700-100)kPa=600kpa=6bar 因此压缩机的压缩比为7:1时才会产生600kPa的压强。
盖-吕萨克定律 压强不变的情况下，一定质量的气体体积与它的温度成比例。 V/T=常量
气动控制系统
主讲：赵康舒
气动技术简介
什么是气动技术？
气动技术是以空气压缩机为动力源，以压缩空气为工 作介质，进行能量传递或信号传递的工程技术，实现 各种生产控制、自动控制的重要手段之一。
应用领域？
汽车 制造
电子/半 导体
自动 化生产
包装 机械
特点
三防 自保
简单 优点 可靠
环保 容易
输出 力较小
低速 不稳定
1
23 4
56
7
8
单作用气缸结构原理 1- 后缸盖 2- 橡胶缓冲垫 3- 活塞密封圈 4- 活塞 5- 弹簧 6- 活塞杆 7- 前缸盖 8- 导向套
图形符号
气缸是怎样动作的？
单作用气缸的直接控制
按下按钮时，直径25mm的单作用气缸加
紧工件。只要按钮不松开，气缸一直加紧
工件。如果按钮松开，气缸缩回。
压缩空气包含了所有的环境影响因素 …
从空压机输出的压缩空气中就含有大量的水份/油份 和粉尘等污染物,直接应用的话。。。。。。
对气动装置的影响:
固态微粒 湿气水份
• 早期磨损 • 沉淀物
• 腐蚀 • 速度变低
由微粒引起 由湿气引起
油份
• 洗去固有润滑 • 粘附微粒
由油引起
气源装置的组成
1-空压机 5-干燥器
气源处理部分
辅助气动元件 分水过滤器滤尘能力较强，它和减压阀、油雾器一起，是气动系统中不可 缺少的辅助装置。
过滤器：把经过压缩空气中的所有污染物以及水分滤除。压缩空气经导向槽 进入过滤网，液滴和较大的尘埃由于离心力的作用集中在过滤网的底部。在 达到最高刻度前，必须排出冷凝水压缩空气过滤器，否则水分将再次混入压 缩空气。 溢流减压阀：作用是当系统中的工作压力超过调定值时，把多余的压缩空气 排入大气，以保持进口压力的调定值。实际上，溢流阀是一种用于保持回路 工作压力恒定的压力控制阀。 油雾器：油雾器把雾化后的油雾全部随压缩空气输出。
怎样实现单 作用缸或双 作用缸在中 途位置停止 的位置控制 回路？
典型回路
气 动 系 统 如 何 实 现 快 速 运 动 ？
差动快速回路
快速排气阀
项目训练
原理图
图形符号
压力顺序阀
1、压力顺序阀设定 的相应压力应小于系 统压力，以保证阀换 向的可靠性。 2、如果正在伸出的 气缸杆碰到障碍物， 气缸会提前缩回。
可调单向节流阀
气缸执行器部分
双作用气缸被活塞分成两个腔室： 有杆腔和无杆腔。
当无杆腔端的气口输入压缩空 气时，若气压作用在活塞左面上的 力克服了运动摩擦力、负载等各种 反作用力，推动活塞前进，有杆腔 内的空气经该气口排入大气，使活 塞杆伸出。同样，当有杆腔端气口 输入压缩空气，活塞杆退回至初始 位置。通过无杆腔和有杆腔的交替 进气和排气，活塞杆伸出和退回， 气缸实现往复直线运动。
启动系统应用
启动系统应用
多个执行元件的控制
应用两个气缸将工件由料仓传送到斜 槽上，按下按钮后，第一个气缸伸出， 将工件由料仓推出到第二个气缸前的 位置。工件到位后，第二个气缸伸出， 第一个气缸缩回，将工件推到落料斜 槽上。
信号重叠
消除信号重叠
可回复式滚轮杠杆阀
应用带空回程的的滚轮杠杆阀可以 消除这个信号重叠。活塞杆只能在 一个方向上触发这些阀，同时这些 阀的安装位置使得触发信号会在到 达缩回或伸出位置前一些就会出发。
气
动
回 路 启动阀 图
气控调压组件 气源
项目练习
巩固篇
运用气动仿真软件实现以下控制要求： 分配装置将铝盒推入至工作站中。 按下按钮，单作用气缸（1A）的活塞杆伸出。 当松开按钮后， 活塞杆缩回。
扩展篇
金属工件的分类 运用气动仿真软件实现以下控制要求： 通过手动按钮来控制阀体，金属工件放在随机的位置上，被分类后放入 另一个传送带上。单作用气缸（1A）的活塞杆前进行程的时间可调。当 松开按钮时，活塞杆缩回到初始位置。
气动执行元件有三大类：产生直线往复运动的气缸，在一定角度范围 内摆动的摆动马达以及产生连续转动的气动马达。
气缸是气动自动化系统中使用最为广泛的一种执行元件。根据使用条 件、场合的不同，其结构、功能和形状也不一样，种类繁多。
气缸执行器部分
按结构分：
气缸的分类
有杆 单活塞
单活塞杆 单作用 双作用
双活塞杆 单作用 双作用
输入元件 手控阀 滚轮杠杆行程阀 接近开关 气密装置
供给元件 空压机 存储器 调压阀 空气净化装置
气动控制系统组成
执行元件 信号控制元件 信号处理元件 信号输入元件 气源系统
回路图和气动元件
气源处理部分
气源系统
为什么需要做气源处理？
对气动装置的影响
不良空气质量
对生产制造工艺的影响
纷繁复杂的大气环境
2-冷却器 6-过滤器
3-油水分离器 8-加热器
4、7-储气罐 9-四通阀
补充知识
空气的基本状态参数 压强P 1帕斯卡等于以1N的力垂直恒定地作用在面积是1平方米的平面上所产生的作用。 P=F/A 压强的计量单位有：Pa（帕），bar（巴），Mpa（兆帕）等。 地球表面的压力被称为大气压（Pamb）,被定义为参考压力。 大气压力差Pe按照下 面这个公式来计算：Pe =Pabs-Pamb（其中Pabs为绝对压力，Pamb约为1bar）