实例详细解析用硬件电路配合PLC编程可解决较难命题.doc

实例详细解析用硬件电路配合PLC编程可解决较难命题容济摩托车点火器参考资料：/%C5%C9%BF%CB652/blog/item/61959620d0e68f4f4ec22634.html一、用COS集成电路设计的控制电路由地面送入地下的三颗线，其二颗为地下二台电机的直流电源线（一颗为0V，一颗为+220V），第三颗为控制信号线。由于COS集成电路的电源电压18V，故设计一个通过逆变器将220V直流电转变为18V直流稳定电压源（其稳压电源的负极与电机电源的负极是共地的），控制电路板与稳压电源板二者放在一起做成电机控制装置，放在井下。控制信号线可输出6种脉冲数不等的脉冲串，其控制电路见下图：（一）、动作原理：控制线可输出6种脉冲串，分别代表电机1、2的正反停6种控制状态，其波形见上图中下侧波形图。动作说明：见上图，第一个脉冲的后沿，触发U1A单稳态，使其输出一负脉冲，脉冲宽度大于7个脉冲串的宽度，该脉冲一方面关闭U7D与非门，同时使计数的复位端R-0，在此宽度内，容许4520计数器从0开始加计数，显然电机1正传计数1，电机1反传计数2，电机1停止计数3 .二块4073三输入与门组成译码器，计数器输出0，6个与门输出皆为0。计数器计数为1，U5A门输出为1，其余5门输出为0，计数器计数为2，U5B门输出=1，其余5门输出为0 6个与门的输出分别接40174六D触发器的D0 D5数据端，当U1A单稳态输出的负脉冲的后沿正跳沿，触发U1B单稳态，产生脉宽为1S的负脉冲，同时U1A单稳态输出的负脉冲的后沿正跳沿触发40174的CLK控制端，如此时计数器计数为1（即控制线输出电机1正传），使U5A输出=1（即40174的D0=1），使40174的Q0输出=1，Z1接触器得电吸和且自保，电机1正传。U1A单稳态输出的负脉冲结束后输出为1，使计数器4520复位，使计数输出=0，6个与门输出也皆为0。当U1B单稳态产生脉宽为1S的负脉冲结束后，其后沿正跳，又触发40174的CLK端，使其输出全为0，故40174的Q0端输出是一个宽度=1S的点动信号。如控制线再输出电机1停止信号时，使计数器计数=2，40174的Q2端输出1S的正脉冲，使继电器J1吸和（1S），其常闭点断开，使Z1断电，电机1停车。其它控制状态与上述雷同就不一一说明。2、PLC的编程构思与编写的梯形图的解析：（1）、硬件连接：选用6个按钮，分别与PLC的I0.0 I0.6六个输入口相连接，再用PLC的一个输出口（Q1.0）与上述的控制电路板的“控制线输入”端相连。其1#电机正转启动按钮接I0.0，1#电机反转启动按钮接I0.1，1#电机停车按钮接I0.2，而其2#电机正转启动按钮接I0.3，2#电机反转启动按钮接I0.4，2#电机停车按钮接I05。分别按6个按钮，将会在Q1.0输出口输出6种不同个数的脉冲串，其波形见上图中的下侧波形图。（2）、PLC程序的梯形图见下图：程序解析：按下1#电机正向启动按钮，使I1.0=1，其后沿使MW8=0，M2.0=1，M3.0=1，T100开始振荡，产生周期=10ms的窄脉冲，开始对MB8加1计数，当MW8=4时，比较器输出使M2.0=0，振荡器停振，此时，Q1.0输出为只有二个脉冲的脉冲波形。同理按下1#电机反向启动按钮，使I1.1=1，其后沿使MW8=0，M2.1=1，M3.0=1，T100开始振荡，产生周期=10ms的窄脉冲，开始对MB8加1计数，当MW8=6时，比较器输出使M2.1=0，振荡器停振，此时，Q1.0输出为只有三个脉冲的脉冲波形。这6个按钮的编程基本一样，只是对应比较器的比较值不一样，使Q1.0的输出波形的脉冲个数不同。（二）、用小型直流继电器与电阻电容组成通电与断电定时器而构成控制电路：如用时间继电器构成控制电路需用7个通电延时继电器和一个断电延时继电器。目前市场现成的直流时间继电器价格昂贵、体积较大、触点少，而且工作电压均在110V以下，如直流电机是220V工作电压，即电源为220V直流电，适应这样电压的时间继电器是很难搞到的。为此本电路是选用自制的可工作在220V直流电上时间继电器。见下图：J0为线圈电压为直流220V小型直流继电器（型号为：JRX-10F，价格：10元）它与R1、C1构成断电延时继电器。J1J7为直流48V小型直流继电器（型号为：JRX-13F、价格：3元，线圈内阻为4.6K），继电器的线圈并接一电解电容，再串接一个16K、1W电阻构成通电延时继电器，设：J1延时时间为50mS，J2J6延时时间为100mS，J7延时时间为650mS，延时时间的调整是通过改变并接的电解电容的容值来实现的（16K电阻不变）。在讲解图一电路的工作原理前，先介绍一下这二种自制的定时器动作原理，以便于对图一电路的分析，以J0、J1为例：见下图：J0继电器线圈，与R1、C1串联支路并联，构成断电延时定时器，J1与C4并联，再与R4串联构成通电延时定时器。下面分别分析其动作原理：1、J0断电延时定时器：开关K1断开时，C1的电压=0V，当合上开关K1时，电源E加在J0线圈二端使其立刻吸合，同时E也加在R1、C1串联支路上，此时C1将保持其通电前的电压（=0V）故此时支路电流= E / R1，随着对C1充电使C1电压有0上升，直至到稳态：C1电压=E，支路电流=0。即K1闭合J0立刻吸合无时间延时。稳态后将K1断开，虽然外电源以被K1切断，当此时J0、R1、C1形成回路，J0线圈保持断电前的电流在此回路进行放电，C1保持其断电前的电压也进行放电，使J0仍保持吸合而不能立即断开，延时一段时间，J0线圈的电流减小到低于最小吸合电流时，J0才释放断开。故此电路构成断电延时定时器。2、J1通电延时定时器：开关K2断开时，C4电压=0，当合上开关K2时，电源E加在该回路上，由于C4保持其通电前的电压值（0V），故将JI线圈短路，E全部加在R4上，其电流= E / R4，此电流将对C4充电，使C4电压由0增加，J1的电流也由0增加，延时一段时间，当C4电压高于J1的吸合电压时或说J1的电流大于最小吸合电流时，J1才动作，触点闭合，直至稳态。稳态时，J1线圈电压等于R4与J1线圈贼组的分压值。稳态后将K2断开，虽然外电源已被K2切断，当此时J1与C4形成回路，J1线圈保持断电前的电流在此回路进行放电，C4保持其断电前的电压也进行放电，使J1仍保持吸合而不能立即断开，延时一段时间，J1线圈的电流减小到低于最小吸合电流时，J1才释放断开。故此电路构成通电与断电皆延时的定时器（断电延时较短）。下面将介绍图一的动作原理：PLC的输出端（如Q1.0）输出6种脉宽不同的方波，其脉宽为：100mS、200mS、300mS、400mS、500mS、600mS。1、如PLC输出100mS方波，使晶体管G1导通，使J0继电器立即得电吸合且自保，同时使J7支路通电，J7开始延时。在G1导通时间内，JI支路先得电且开始延时，延时50mS后J1吸合，且使J2支路得电，J2开始延时。G1的导通时间（100mS） J2J6的通电延时时间，故J2J6不会吸合。当延时650mS后J7吸合，其常闭触点断开，使J0支路断电，但由于J0是断电延时定时器，故J0不能立即断开，需延时一段时间J0才能断开。J0断开使J1失电再延时一段时间J1断开。见图二：在J7闭合时，只有J1常开触点闭合，故使直流继电器Z1得电且自保，电机1正向启动运转。2、如PLC输出200mS方波，使晶体管G1导通，使J0继电器立即得电吸合且自保，同时使J7支路通电，J7开始延时。在G1导通时间内，JI支路先通电且开始延时，延时50mS后J1吸合，且使J2支路得电，J2开始延时。延时150mS后J2吸合，且使J1支路失电（延时一段时间）J1断开、又使J3支路得电，J3开始延时。由于G1的导通时间（200mS） J3的通电延时时间（从150mS开始延时，延时100mS动作，共需250mS），故J3J6不会吸合，只有J2吸合。当延时650mS后J7吸合，其常闭触点断开使ZI断电，同时J0支路断电，由于J0要延时一段时间才能断电，见图二：故在J7闭合时，只有J2常开触点闭合，故使直流继电器Z2得电且自保，电机1反向启动运转。3、如PLC输出300mS方波