Multisim仿真功能在继电器控制电路设计中的相关应用.docx

Multisim仿真功能在继电器控制电路设计中的应用Multisim软件是由美国国家仪器公司（NI）下属的Electronics Workbench Group开发的交互式SPICE仿真和电路分析软件，其 Multisim10.1 版本于2008年初推出的最新版。该软件提供了一个非常大的元器件数据库，并提供原理图输入接口、全部的数模Spice仿真功能、VHDL、Verilog设计接口与仿真功能、FPGA、CPLD综合、RF设计能力和后处理功能、梯形图仿真，还可以实现从原理图设计工具到PCB布线工具包（Ultiboard）的无缝数据传输。它提供的简单易用的图形输入接口可以满足用户的设计需求。这个平台将虚拟仪器技术的灵活性扩展到了电子设计者的工作台上，弥补了测试与设计功能之间的缺口。Multisim10.1提供了24种以上虚拟仪器，这些虚拟仪器与现实中所使用的仪器一样，人们可以直接通过虚拟仪器观察电路的运行状态。同时，虚拟仪器还充分利用了计算机处理数据速度快的优点，对测量的数据进行加工处理，并产生相应的结果。Multisim 10.1包括新增和改善的数据库。 其中包括来自领先制造商美国AD和德州仪器公司的大约300多个新元器件，这些元件包括运算放大器、比较器、模拟开关和电压参考组件；500多个更新的组件；以及最新的通用电力仿真部件，这些部件包括Buck、 Boost、 Buck-Boost、和 PWM控制器。Multisim10.1 教育版下载网址（试用30天）：/webpage/datum/200807/2008071814363100001.htm要求设计一种继电器控制电路，在一段时间间隔段内最多只能计两次数的累计装置。具体要求是：线路上电后延时2分钟才能开始计数，计数2次后不能再计数，再过1分半种后电路复位，重新开始进入可计数状态。1 实现线路根据要求，设计电路如图1所示。该电路的工作过程如下：时间继电器KT1用作上点延时，使得上电后需要等一段时间（约一分半种）才能进入计数状态。当限位开关被打到后，LS-1的常开触点3-5闭合。继电器KJ0吸合，接点c4-c6使计数器加1；接着继电器KJ1吸合，其常开触点11-13闭合，并通过触点3-7自保；等到限位开关恢复后，其常开接点LS-1断开，常闭接点LS-2闭合，继电器KJ2吸合，其触电15-13通过时间继电器KT2的延时断开触点3-15自保。此时完成一次计数；继电器J1和J2在吸合状态。当限位开关再次被打到后，LS-1的触点15-17闭合，使继电器KJ0吸合，其接点c4-c6使计数器再加1；还使继电器KJ3吸合并通过触点15-19 自保。KJ3吸合，其常闭触点7-9断开，使KJ1释放；还使继电器KJ4吸合、KT2得电。KJ4吸合，使常闭触点c6-c8断开，断开计数回路；KT2得电后，延时一段时间后，其常闭接点3-15断开，使继电器KJ2、KJ3、KJ4和KT2释放，恢复电路初态。这样循环动作，实现要求的功能。图1 累计器原理图2梯形图绘制由于仿真时只需要图1左边的线路，所以下面画的就是这部分的梯形图。我们先放置梯形图的起始母线L1和结束母线L2，再放置继电器，放置继电器的触点，最后连线。在“开始”/“程序”/“National Instruments”/“Circuir Design Suite 10.1”下，鼠标左键点“Multisim 10.1”，出现图2所示工作界面。用鼠标点击图中“放置梯形图”工具箱，桌面弹出“Selecte a Component（选择元器件)”对话框，如图3所示。在图3中，用鼠标左键点“Family(家族)”下的“LADDER_RUNGS”，双击“Component（元件)”下面的“L1”。对话框关闭后，拖动鼠标把起始母线移至合适位置，点鼠标左键固定元件位置。同样操作把结束母线L2也放置好，如图4所示。图2 图3 图4 在图4中，用鼠标左键点“Family(家族)”下的“LADDER_RELAY_COILS”，双击“Component（元件)”下面的“RELAY_COIL（继电器线圈）”。对话框关闭后，拖动鼠标把继电器线圈移至合适位置，点鼠标左键固定元件位置。重复同样操作把5个继电器线圈M1M5放置好，如图5所示。在图5中，用鼠标左键点“Family(家族)”下的“LADDER_TIMES”，双击“Component（元件)”下面的“TIMER_TON”。对话框关闭后，拖动鼠标把继电器线圈移至合适位置，点鼠标左键固定元件位置。重复同样操作把2个时间继电器线圈T1和T2放置好。再用鼠标左键点“Family(家族)”下的“LADDER_CONTACTS”，双击“Component（元件)”下面的“RELAY_ CONTACT_NO（常开）”或“RELAY_ CONTACT_NC（常闭）”。对话框关闭后，拖动鼠标把继电器线圈移至合适位置，点鼠标左键固定元件位置。重复同样操作把继电器8个常开触点和3个常闭触点放置好。在图5中，在“Group”中选择“Electro_mechanical”， 在“Family(家族)”下的“SENSING_SWITCHES”， 双击“Component（元件)”下面的“LIMIT_ NO（常开）”或“LIMIT_ NC（常闭）”。对话框关闭后，拖动鼠标把限位开关的常开和常闭触点移至合适位置，点鼠标左键固定元件位置。全部元器件放置完毕后，点“Selecte a Component（选择元器件)”对话框上的“Close”按钮关闭。元器件的排列如图6所示。图5 图6 移动、旋转元器件的方法参见前面所述。双击元器件修改其属性，如图7所示。参照图1将每个触点或开关的控制与其控制源相对应，并将时间继电器T1和T2的延时量分别该为3ms和5ms，以方便观察。连线完毕后的整个电路如图8所示。（a）(b)图7 图8 3仿真实验采用Multisim 10.1进行仿真。为了便于观察，我们将时间继电器T1和T2的定时分别设定为3ms和5ms；由于软件中找不到连动的限位开关常开和常闭触点，我们就用两个独立开关J1和J2来代替，并在仿真中注意其动作先后次序。 合上仿真开关，时间继电器T1得电开始计时，如图9(a)所示。延时时间到时间继电器T1动作，如图9(b)所示。此时我们可以操作J3和J2，先单击“A”键，再单击“空格”键，再次单击“空格”键，最后单击“A”键，完成J3和J2的一次动作。此时电路状态如图9(c)