为网友求助设计的一个硬件电路及动作原理的解析

有一网友求助：这是个切纸的机器的一部分功能；一个启动按钮，一个停止按钮，一个光电。有纸光电一直有信号给PLC，按动启动按键机器运行，在运行过程中，无纸机器自动停止。当放上纸后再次按启动按键，机器运行。

     我现在想用一个继电器设计成；在运行过程中无纸自动停止，当光电检测到纸后机器自动运行无须再按启动键。（光电是24V的有信号输出0，无信号输出24）

注：机器第一次启动和按下停止按钮，这两种情况就必须按启动按钮再运行在线等待楼下高手共同思考！

     回复：    由上述可知：PLC 输入是负逻辑，即公共地为24V电源的正极。光电开关输出占据一个输入点（为电位输入，这里设它为I0.0），作为检测是否有纸的检测信号。启动开关与停止开关也各占一个输入点（为触点输入，这里设它们分别为I0.1与I0.2），作为控制机器运行与停车的手动按钮。

      上面网友所讲的说到底就是要在保持原程序不变、PLC输出不变为前提，如何设计一个硬件电路，来代替启动按钮：在运行中，如没有纸时光电开关会发出指令使机器停车，当再有纸时，机器不需人工按启动按钮就能自动启动运行的控制要求。

对于这种要求可能出于：1、原程序已加密不能改动，不想重新编程，想利用原程序，通过简单的硬件电路实现原程序不能实现的控制功能。2、使用单位没有会编程的人选，考虑只作简单控制改动，不想请人重新编程而加大费用。出于这二点而提出来的保留原程序及PLC的控制输出电路不变的补救办法。

按网友的这一要求设计了如上图的电路图（图中粉色虚线内电路）：只增加2个继电器、一只晶体管，二个二极管及几个电阻电容即可实现求助者的控制要求。现将该该电路动作原理讲解一下 ：

     1、晶体管G1其基极通过R1电阻接光电开关的输出端，其负载为继电器J0线圈，J0的常闭点并联电容C1,再串接J0与J1的常开触点，与启动按钮K1的触点并联。此时的K1不仅作启动机器的按钮，又作J1继电器的启动按钮，具体电路接法请见图示。

    2、光电开关输出仍保持原来接线（本图假设为I0.0）。停止按钮K2也保持原接法不变（本图假设为I0.2）但用其常闭触点接J1的常开触点，这样K2又作使J1断电的开关作用（见图）。

3、动作原理说明：在开机或按下停止按钮后， J1继电器处于失电断开状态。J1的常开触点使由J0常开触点与C1支路的信号不能加在I0.1输入点上。

无纸时光电输出=24V，使PLC输入I0.0为0（负逻辑），同时使晶体管G1截止，即J0处于断电状态。如此时均未按按钮，I0.1与I0.2输入皆为0。

     如此时有纸，光电输出为0V，使PLC输入I0.0为1（负逻辑），同时使晶体管G1导通，即J0处于通电状态。J0的常闭触点断开，使C1不被短路，但由于C仍保持变化前的电压（0V），这样J0的常开触点闭合，将0V电压加在J1的常开触点上，由于J1处于断电状态，其常开触点断开，使0V电压加不到I0.1点上，即在J1断电时J0的吸合对I0.1不会产生0V电压输入，即不会使机器运转。

     在此状态下，只有按钮一下启动按钮K1，才会使I0.1获得0V的电压，此时如有纸（I0.0=1）才能使机器启动运转。K1同时使J1得电且自保。

在机器运转中突然无纸会使光电开关输出为24V，即使I0.0=0，机器将自动停车。同时也使J0失电断开。如再放有纸，光电开关输出为0，使I0.0=1，同时使J0 得电吸和，由于此时J1已吸合，J0的吸合，其常闭点断开，由于C1仍保持变化前的电压（=0V），故J0的常开触点的闭合将0V电位突加在I0.1点，这相当按了一下启动按钮K1，使机器运行。随着C1充电，使I0.1的电位有0上升，直到+24V，使I0.1的输入电流=0，即相当K1按下后又抬起，给I0.1输入一个负脉冲信号。

     如按一下停止按钮，除使程序停止运行外，也使J1失电断开，此时不管有纸或无纸，由于JI常开点断开，不会使I0.1获得启动的信号，必须再按一次启动按钮，机器才能重新运行。  

    再谈谈图中C1、C2的作用：本电路选用C1、C2二个电容，都是利用电容在外电路发生变化瞬间，电容电压不突变，仍保持变化前的电压的这一特性。下面我们分别分析C1、C2在电路中作用：

图二为含有C1的控制电路图。