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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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?