实例详细解析用硬件电路配合PLC编程可解决较难命题.doc

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1、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：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

2、：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

3、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。

4、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，

5、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

6、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1

7、6K、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

8、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

9、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（

10、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

11、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，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，只有J3吸合。当延时650mS后J7吸合，其常闭触点断开，使Z1、Z2断电，同时使J0支路断电，由于J0要延时一段时间才能断电，见图二：在J7闭合时，J3常闭触点断开，故使直流继电器Z1与Z2失电而断开，电机1停止运转。电机2的控制与电机1相似，这里就不再讲述。