二例较有难度的硬件电路设计及电路解析 点击：3607 | 回复：61
二例较有难度的硬件电路设计及电路解析
本文二例的硬件设计，都是近期在网上看到的求助帖，按其设计要求的确有些难度，但对电路设计者来说也是锻炼设计思维和能力的好机会。经过几天思考，设计出这二例的硬件电路，先贴出来供大家参考。如有不妥之处请给于指正，本人深表感谢！
一、求助帖：用一个按钮【常开】控制是个灯，想了一天也没用继电线路画出，请高手帮忙。
要求；按第一次 第一个灯亮 按第二次 第二个灯亮【第一个灭】 按第三次 第三个灯亮【第二个灭】 依此类推 第九次 第九个亮【第八个灭】 第十次全亮 第十一次全灭 再按循环到第一次
用继电器设计这样的电路图，确实有点难度，现将用继电器设计的电图贴出来，供大家分析：
图一、一按钮控制9灯的电路原理图
图二：九灯亮灭状态图
电路原理：
1、继电器得电吸合时，其常闭触点的断开从时间上要快于其常开触点的闭合，为消除触点动作时出现的増态现象以确保动作正确无误，本电路选用了J a、J b、J c 3个继电器，用按钮控制J a吸合，用J a触点控制J b的吸合，再用J b触点控制J c的吸合。这样当按下按钮，J a先得电吸合，其敞开触点闭合使J b得电吸合，J b敞开触点闭合使J c 得电吸合。当抬起按钮时，J a先失电断开，其敞开触点断开使J b失电断开，J b敞开触点断开使J c 失电断开。
2、分析电路的动作原理：
第1次按下按钮K1，Ja得电吸合，其常开触点闭合时，J C的常闭触点仍处于闭合状态故J b的常开触点闭合，使J c与J1同时得电吸合，由于J c的常闭触点断开快于J1常开触点的闭合，故只能使J1自锁导通，而不能J2得电。此时状态为：只有J1导通，J2～J11接为断电状态，由图二可知，灯1亮。
第2次按下按钮K1，Ja得电吸合，其常开触点闭合时，J C的常闭触点仍处于闭合状态故J b的常开触点闭合，使J c与J2同时得电吸合，由于J c的常闭触点断开快于J2常开触点的闭合，故只能使J2自锁导通，而不能J3得电。此时状态为：只有J1、J2导通，J3～J11接为断电状态，由图二可知，灯1灭而灯2亮。…… 以此类推，当第9次按下K1，灯8灭而灯9亮。
当第10次按下K1，J10得电吸合且自锁，此时J1～J10接得电导通，由图二可知，灯1～灯9皆亮。
当第11次按下K1，J11得电吸合且自锁，考虑J11的常闭点断开要前于常开触点闭合，在J11常闭触点处并接一电容C，来确保J11吸合自锁后，J11常闭触点的断开使 J1～J10皆失电而断开。由图二可知，灯1～灯9皆灭。当抬起按钮K1，J11失电断开，电路又回到初始状态，当再按下K1，将重复上述动作：即从第1次按钮动作开始（灯1亮）……。
二、求助帖：按下图要求设计一控制电路
下图即为 本题目的设计电路图，
图三、运料小车控制电路
1、 元件及功能：
D0：正程运行电机 D1：逆程运行电机 DCF：电磁阀 K0：自动/手动转换开关
K1：自动下启动按钮 K2：停止按钮 K3：手动下逆程启动按钮
K4：手动下逆程运行电机 K5：手动下电磁阀控制按钮(自锁式按下为闭合) K6：暂停按钮(自锁式按下为断开) STA：逆程终点限位开关 STB：正程终点限位开关
Z0：正程交流接触器 Z1：逆程交流接触器 J0、J4、J5、J6：中间继电器 J1：定时器，定时时间=2分 J2：定时器，定时时间=20分 J3：定时器，定时时间=1小时 QK1：自动开关，控制主回路 QK2：自动开关，控制控制回路
QK3～QK4：自动开关，控制电机，其过流保护作用。
2、手动下控制：将自动/手动转换开关K0置手动位，按K3，可使J6得电自锁，J6触点闭合使Z1得电吸合，使D1电机逆程运行，按K2按钮，J6失电断开－>Z1失电断开－>电机D1停车。按K4，可使J5得电自锁，J5触点闭合使Z0得电吸合，使D0电机逆程运行。按K2按钮，J5失电断开－>Z0失电断开－>电机D0停车。按下K5按钮，J4得电吸和，J4的触点使电磁阀DCF通电，阀门打开，进行注料。抬起K5，J4失电断开，使电磁阀断电，阀门关闭。
3、自动下控制：将自动/手动转换开关K0置自动位，按K1按钮，J6得电自锁，J6触点闭合使Z1得电吸合，使D1电机逆程运行，当小车运行到A处且碰到STA限位开关，J6失电断开－>Z1失电断－>使D1失电停。而J5得电自锁－>Z0得电吸合－>使D0得电正向运行。J5触点闭合使J0得电且自锁，定时器J2得电开始延时。当小车运行到B处且碰到STB限位开关，J5断电－>Z0断电－>使D0停，同时使J4、J1得电，J4吸合其触点使电磁阀DCF得电，阀门打开开始注料。J1得电开始延时，延时2分钟，J1动作，其常闭触点断开，使J4失电断开，又使DCF断电，阀门关闭。J1常开触点闭合，使J6得电自锁－>Z1得电－>D1得电启动，向逆程运行，STB开关回原位，使J1失电断开。当小车运行到A处且碰到STA限位开关，J6断电－>Z1断电－>使D1失电停，而J5得电自锁，使D0得电正向运行……如此重复上述动作，当J2延时时间=20分时，J2动作，其常闭触点断开，使J5、J6、Z0、Z1、J1、J4皆失电断开。而J2常开触点闭合，使J3定时器得电开始延时，延时1小时，J3动作，为防止J3的常闭触点断开快于常开触点的闭合，在J3的常闭触点上并接一电容C1，以确保J3的常开触点可靠的闭合后，J3的常闭触点的断开才使J0、J2、J3失电断开。此时的J3的常开触点的闭合，使J6得电自锁－>D1逆程启动开始第二回的小车往返送料。
4、暂停：K6为暂停按钮（自锁式），K6的触点选用常闭触点，它与J5、J6常开触点串联，未按K6按钮时，K6触点为闭合，故J5触点闭合时，使Z0得电吸和，D0通电正向运行，当J5触点断开时，使Z0失电断开，D0停。J6触点闭合时，使Z1得电吸和，D1通电逆向运行，当J6触点断开时，使Z1失电断开，D1停。在D0（或D1）运行中，只要按下K6，其常闭触点断开，使Z0（Z1）失电断开，D0（或D1）立即停止。当抬起K6按钮，K6触点闭合，使Z0（Z1）得电吸合，D0（或D1）立即启动，即保持停车前的运行方向继续运转。
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对：wyb2866255－－-王者之师关于回27楼：你提的问题与24楼题的一样，我已在25楼回答了：第一次按K1松开后，使Ja失电，使Ja常开触点先断开，Ja常开触点的断开才会使Jb失电，Jb常开触点断开才会使Jc失电断开。就是说当Ja的常开触点时断开时刻，Jc仍处于导通，即Jc常闭触点仍处于断开状态，故虽然J1触点闭合，也不会形成回路的。 内容的回复：
麻烦再次帮忙解答，想不通的是当K1松开后，JA JB JC全先后部失电， 此时JC常闭不就复位了【又变成常闭了】， J2不就通过J1常开构成回路 而此时J1是通电的
非常的赞成！一个PLC顺序程序就能搞定的东西没必要费这么大的劲！
回复内容：
对：欣欣向荣关于引用 远水幽蓝 的回复内容： 搞学问，不要进入到“钻牛角尖”的死胡同。 即便进行逻辑思维的学习，这样的逻辑思维锻炼适当深度地做做没毛病，但如此这般地死抠，还不如将精力放到更高层次、更广领域更好些。 就像西方人，人家到市场买菜永远算不过中国人，甚至中国菜市场里那些连小学都没毕业的妇女，但人家却能创造出微积分、相对论。 之所以会出现这样的结果，可能就与人家平时很少从事这方面的“雕虫小技”有关。 而上述的这两个所谓的“难题”在PLC面前，简直根本就构不成什么“问题”，而西方人当年也恰恰是在面对上述这些难题时，才搞出了PLC来应对，进而将此类问题从根本上轻松解决的。 而LZ贡献给大家的这类问题所反映出的思维，则正是中国当下的教育体制的产物，而中国眼下的教育体制与其说有点“功劳”，大不了可被视为较为成功的“匠人教育”，对提高受教育者的素质有一定好处，但对受教育者思想的禁锢，“功劳”则更是“大大”地！ 非常的赞成！一个PLC顺序程序就能搞定的东西没必要费这么大的劲！ 内容的回复
我也赞成这样的说法，上面的图根本实现不了，
回楼上的，如果我是用户，我仍然采用PLC、而非用你这1个按钮和十一个继电器的设计方案，尽管前者的造价比后者贵上几十倍。
为什么？
第一，我只需用一台十二个继电器触点的PLC，可能就在需要的时候不仅可带1只按钮，甚至可以增加到8只、甚至更多，或者是必要条件下，我给它配上一台8位编码器。
第二，不用说8位的开关或编码器能让这10只灯泡更干出怎样精彩的“活”，即便只是一只按钮，只要在这只按钮和10只灯泡之间放上一台PLC，我甚至可以编段程序，让操作者在固定的时间段内（具体多少可程序设定）按出不同的次数，便可让灯泡闪烁出不同的节律、花样出来。
而这些，即便把人累死，也是通过硬件电路无法实现的。
总而言之一句话：采用PLC的方案尽管造价比硬件电路方案贵几十倍，但其性价比却一点都不低。你说如果你是用户，你选择哪一个？
再者说了，你的这1只按钮、11只继电器、10个灯泡通过电线连接上之后就那么在空中浪荡着？你不给它配个小箱子？你不为它配线？你不配上个开关电源？你不为这个箱子配上接线管？箱子内的安装、面板上的打孔，你不需要人工？
这一圈折腾下来，你的这个“控制电路”的造价不得1000块？
而如果选用PLC的方案，也同样需要配这个箱子，但造价无非就是2000块而已。请问，一个性能是“死”的，造价1000，而另一个却是“活”的，造价2000，都不用说作为一个成熟的用户，即便是一个一点常识没有、但却不吝钱，就打算鼓捣个玩意给学电路的孩子来“玩”的家长，你感觉他能选哪个？
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