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一例硬件电路的设计展示及电路解析 点击:2725 | 回复:28



wyb2866255---王者之师

    
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楼主

          一例硬件电路的设计及电路解析

 

网上有这样一个求助帖要求是这样的:先顺序让电磁阀1——4动作,当电磁阀4动作后,时间继电器记时,10S后,顺序让电磁阀4——1关闭,而且异地可以控制,A地可以开和关,B地只可以关不可以开(为了安全),那位可以帮我画个电路图?感谢!

我用二种元件进行设计,用时较长,等要回复时,此贴不见了,找不到原帖,在此发表,供大家参考。

该题目如用继电器、时间继电器来设计,是比较麻烦的,不仅用件太多,成本高,而且作出的东西体积也太大。见下图一。如用集成电路设计不仅用件少、成本很低(元件费用只需十几元钱),而且作出的东西体积很小(一块4×5CM印刷板),见下图二。

一、下图是用用继电器、时间继电器等件设计的控制电路,可实现题目控制要求。

动作原理:J0J8为小型直流继电器(13F),J1~J7为通电延时继电器,其J4定时时间为10秒,其余定时时间为1秒。Ka按钮为A地按钮开关,Kb按钮为B地按钮开关。

按下Ka按钮,J0得电吸合且自保,J0常开触点闭合,使电磁阀DF1得电动作,同时使J1定时器得电开始延时,延时1J1动作,J1的常开触点闭合,使电磁阀DF2得电动作,同时使J2定时器得电开始延时,延时1J2动作,J2的常开触点闭合,使电磁阀DF3得电动作,同时使J3定时器得电开始延时,延时1J3动作,J3的常开触点闭合,使电磁阀DF4得电动作,同时使J4定时器得电开始延时,延时10J4动作,J4的常闭触点断开,使电磁阀DF4失电复位,同时使J5定时器得电开始延时,延时1J5动作,J5的常闭触点断开,使电磁阀DF3失电复位,同时使J6定时器得电开始延时,延时1J6动作,J6的常闭触点断开,使电磁阀DF2失电复位,同时使J7定时器得电开始延时,延时1J7动作,J7的常闭触点断开,使J0J8失电断开,J0的断开使电磁阀DF1失电复位,同时使J1~J7皆失电断开,电路又回复初始状态。

在电磁阀DF1~DF4皆得电动作时,J4定时器延时时间未到时,如按下Kb按钮,电路立刻执行反相关阀动作:按下Kb按钮,使J8得电吸合且自保,其常闭触点的断开使DF4断电复位。其常开触点闭合,使J5得电开始延时,延时1J5动作,J5的常闭触点断开,使电磁阀DF3失电复位,同时使J6定时器得电开始延时,延时1J6动作,J6的常闭触点断开,使电磁阀DF2失电复位,同时使J7定时器得电开始延时,延时1J7动作,J7的常闭触点断开,使J0J8失电断开,J0的断开使电磁阀DF1失电复位,同时使J1~J7皆失电断开,电路又回复初始状态。

该电路工作原理容易理解,但用件太多,作出的产品体积太大,不宜实用。

 

二、下图是用COS集成块等电子元件设计的控制电路,也可实现题目控制要求。

    电路说明:该电路是用6COS集成电路及4只晶体管等元件组成,图中的 U1:为4位双向移位器(40194),U2U3U43个双D触发器(4013),     U5U62个二输入4与非门(4011)。其U5BU5C组成周期为1秒的振荡器,输送给脉冲控制门U5A1脚,如U5A2=1,控制门U5A打开,其1脚输入脉冲可通过U5A,由3脚输送给4014CLK端,构成左或右移触发脉冲。如U5A2=0,控制门关闭,其1脚输入脉冲不能通过U5A去触发CLK端。U4AR10C1 组成单稳态电路,触发其CLK端,其Q端将输出脉宽=10S的负方波。用其控制U5A控制门的开与关。401944位双向移位器,它的真值表如下表:

    

   动作原理:

一、复位:按下复位键,使40194RST端电位=0,故使40194的输出Q0~Q3=0(见上真值表)。复位键抬起,产生正突跳,通过R19C5D3触发U3BR端。使U3B0(即U3BQ=0),使控制门U5A关门(即U5A的输入2=0,使U5A1脚输入脉冲不能由3脚输出)。40194Q0~Q3皆输出为0,使电磁阀F1~F4皆断电。

   二、A地启动:按复位键且抬起使40194处于 Q0~Q3皆处于0输出状态,此时如按下A地启动键,将产生正脉冲触发U2AS端、U2BR端及U3BS端,使U2AQ=1U2BQ=0(即S1=1S0=0),U3BQ=1,此时40194DSL=1,故使4014处于左移工作状态,由于RSL=1,每左移一位其空位置1U5A控制门打开:振荡脉冲通过U5A输出给40194CLK,其第一个脉冲的正跳沿触发40194CLK,使Q0~Q3输出左移一位,且空位置1(即Q0=1),即使电磁阀1得电动作,第二个脉冲触发40194CLK,使Q0~Q3输出左移一位,且空位置1(即此时Q0=1Q2=1),即使电磁阀12得电动作,第三个脉冲触发40194CLK,使Q0~Q3输出左移一位,且空位置1(即此时Q0=1Q1=1Q2=1),即使电磁阀123得电动作,第四个脉冲触发40194CLK,使Q0~Q3输出左移一位,且空位置1(即此时Q0~Q3=1),即使电磁阀1234皆得电动作。Q30上跳为1触发U4ACLK,使U4AQ端输出脉宽=10秒的负方波,使U5A关门,即40194 不再左移。

10秒负方波的后沿正跳,触发U2AU2B,使S0=0、S1=1,使40194处于右移工作状态。由于RSR=0,每右移一位其空位置0。负方波的后沿正跳又触发U3BS端使其Q=1,而负方波的结束使U4AQ=1,故使U5A开门,振荡脉冲通过U5A输出给40194CLK端:第一个脉冲触发40194CLK,使Q0~Q3输出右移一位,且空位置0(即Q3=0),即使电磁阀4失电关闭,第二个脉冲触发40194CLK,使Q0~Q3输出右移一位,且空位置0(即此时Q3=0Q2=0),即使电磁阀32失电关闭,第三个脉冲触发40194CLK,使Q0~Q3输出右移一位,且空位置0(即此时Q3=0Q2=1Q1=0),即使电磁阀432失电关闭,第四个脉冲触发40194CLK,使Q0~Q3输出左移一位,且空位置0(即此时Q0~Q3=0),即使电磁阀1234皆失电关闭。其Q01下跳为0,经U6C倒相触发U3BR端使U5A关门,即右移停。

三、B地启动:按复位键且抬起使40194处于Q0~Q3皆处于0输出状态,此时如按下B地启动键是不会工作的,其原因:40194Q0=0.U6C倒相,使U4BR端强迫置1,故按B键是不会使U4B反转的,即电路是不会右移动作的,只有40194 左移且Q0=1后,使U4BR=0时,按B键电路才会工作(40194才可进行右移动作)。

如按A40194 左移4次。Q0~Q3=1(电磁阀皆得电动作),U4A产生10秒延时还没有结束时,如此时按下B键,使控制门打开,S0=1S1=0,此时DSR=0,故电路立刻进行右移动作状态:振荡脉冲每触发一次40194CLK40194输出右移移位,且空位置0,使输出Q3~Q0依次由10,使电磁阀4~1依次失电停止。直到Q010,使U5A控制门关闭,右移停止。

40194 Q0=1的左移过程中,只要按下B键,电路立刻停止左移,进行反向右移。如Q0Q1=1,如此按下B键,40194 立刻变为右移工作状态,当控制门输出的脉冲正跳沿触发40194CLK时,其Q3~Q0右移一位:Q2=0移入Q1,空位Q30,此时使电磁阀234复位,当脉冲再次触发CLK,其Q3~Q0又右移一位:Q1=0移入Q0,空位Q30,此时Q0Q3=0Q010,使U5A控制门关闭,右移停止。

本文到此结束,如有不妥之处请给于指正,本人深表感谢!




HOTEAM

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酷客

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精华呀  呵呵

江湖走走--原创军团

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3楼

好贴,这个必须的顶,看不懂的就看前部分!

第一个方案,普通电工容易排除故障,常规电器容易出接触不好的故障

第二个方案,普通电工不容易排除故障,电子元件多,电子元件老化的时候容易出莫名其妙的故障

有谁能够做个经济评估最好了?然后假如用小型PLC或者西门子LOGO等方案,是不是比这个更可靠呢?个人觉得用PLC或LOGO更可靠

艾斯

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4楼
引用 江湖走走--原创军团 的回复内容:好贴,这个必须的顶,看不懂的就看前部分!第一个方案,普通电工容易排除故障,常规电器容易出接触不好的故障第二个方案,普通电工不容易排除故障,电子元件多,电子元件老化的时候容易出莫名其妙的故障有谁能够做个经济评估最好了?然后假如用小型PLC或者西门子LOGO等方案,是不是比这个更可靠呢?个人觉得用PLC或LOGO更可靠



广州@阿君—王者之师

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5楼
难道这就是传说中的PLC内部元件的电路原理么~~~

wyb2866255---王者之师

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6楼

   回3楼:第二方案适应于懂的电子电路的电工,该电路没用一个继电器,只要元件完好、连接正确无误是不会出问题的,而且费用小(十几元钱),体积小,是很实用的。如用小型PLC或者西门子LOGO等方案,对懂得PLC编程的人是可以的,而且编程也比硬件电路设计容易,但费用较高(最便宜的也得百元以上),下面就是用PLC编写的适用与该命题的程序图:

王者之师--- niujunpeng

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7楼
来看看,有空仔细研究一下

阿水--王者之师

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8楼
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 强人呀 

diaonima

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9楼
我顶!学习了!谢谢!

不懂浪子

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10楼

这个不错,有人说用PLC,PLC贵呀。

时空——王者之师

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11楼
绝对精华贴,谢谢楼主分享

余 辉

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12楼
引用 时空——王者之师 的回复内容:绝对精华贴,谢谢楼主分享


,...........

淡如风雅如月

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13楼
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王者之师——梁真

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14楼
看不懂电子原理图   

kuanggong

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15楼
三种方案各有千秋。王工辛苦,学习了。

syxi

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16楼
想请教下,底下的U6B是干什么用的;当4194的Q0脚输出为1,经U6C,U6B反相后使二极管D20输出单个脉冲吗?

wyb2866255---王者之师

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17楼

   16楼:当4194的Q0脚输出为1,是不能经U6C,U6B反相后U6B反相后使二极管D20输出单个脉冲的。其原因为:在U6C与U6B之间是C4、R5微分电路及D10二极管,当40194的Q0由0变1,U6C 输出由1变0,D10是不会让这负跳脉冲通过的,只有当40194的Q0由1变0时,U6C输出由0变1,D10才会容许这正跳脉冲通过的,这正脉冲触发U3B的R 端使U3B复位,即其Q端=0,即使控制门U4A关门。

    U6B的输入接U3B的R端,起反相器作用,即:U3B的R端由1变0时,U6B输出由0变1,产生正突跳,通过C3、R17微分电路及D20,将这正突跳前沿输送给CLK。

     最初设计时使40194的Q0~Q3复位不是用负脉冲触发40194的RST端,而是采用并行输入方法,即按下复位按钮,使S0、S1置1,使U3B复位(U3B的R=1),由于40194的D0~D3皆接地(即电位=0),当抬起按钮时U3B的R端由1变0,经U6B反相产生一正脉冲触发CLK端,使40194的Q0~Q3皆复位为0。现改为的用负脉冲触发40194的RST端进行复位,U6B可以不用。

纵横军团-小吴)(*^

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18楼

看不懂,但是也要顶一下

gs001588

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19楼
分析很认真很细致,用CMOS组合逻辑来做,很少人有这耐心了

grbxznu

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20楼
高人啊,三个领域都涉及了,传统的继电器控制电路,自制PCB版电子电路,PLC控制,三者融汇贯通是我辈的梦想啊,学习学习,当你要完成一个方案自己有几套方案时候拿就更加得心应手了!

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