Multisim 10 电路仿真技术应用项目九.ppt

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1、电子工业出版社 Multisim 10 电路仿真技术应用 主编 赵永杰 王国玉Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真项目九 交通灯电路仿真 任务一 两地控制一灯任务二 交通灯电路仿真知识点一 梯形图语言概述 知识点二 梯形图中的逻辑知识点三 梯形图中的编程元素Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真项目学习目标学 习 目 标 学习方式 学时技能目标 掌握梯形图的简单编程；了解交通灯的仿真方法 学生上机操作，教师指导、答疑4课时知识目标 了解梯形图；掌握梯形图的基本逻辑；了解梯形图中的编程元素 教师讲授 2课时Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真 生活中，在两层楼楼梯口的

2、照明灯一般由两个开关控制，在楼下开了灯，人上楼后，在楼上关灯。这个例子实际上有一个逻辑运算问题，即两个输入量去控制一个输出量，逻辑关系要求：若输出为正，两个输入中的任意一个可控制其输出为负；或者相反，若输出为负，两个输入中的任意一个可控制其输出为正。两地控制一灯，其梯形图编程及仿真电路如图9-1所示。图9-1 两地控制一灯梯形图编程及仿真电路任务一 两地控制一灯 Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真(1)单击梯形图工具栏的放置梯线工具，在电路窗口放置三条梯形线，如图9-2 所示 图9-2 放置梯线(2)单击梯形图工具栏的放置梯图工具，弹出如图9-3 所示的选择元件对话框，在【系列】中

3、选择输入继电器控制的常开和常闭触点图9-3 选择元件对话框两地控制一灯梯形图编程及仿真电路操作步骤 Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真(3)在选择元件对话框的【系列】中选择梯形图触点，放置输入继电器控制的常开和常闭触点各两个，关系继电器线圈控制的常开触点一个，如图9-4 所示 图9-4 放置触点(4)放置关系继电器线圈M1 和输出继电器线圈Y1，如图9-5 所示 图9-5 放置线圈两地控制一灯梯形图编程及仿真电路操作步骤 Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真(5)在选择元件对话框的【系列】中选择梯形图输入 输出模块，放置可编程序控制输入、输出设备各一个，如图9-6 所示图

4、9-6 放置输入、输出设备(6)修改触点X2、X4 的地址设置为1002；在输入设备处放置两个双刀双掷开关，修改其控制键为1 和2；在输出设备处放置一个批示灯；连接成如图9-7 所示电路图9-7 两地控制一灯电路 两地控制一灯梯形图编程及仿真电路操作步骤 Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真(7)按下1 和2 键，改变开关J1和J2 的状态，验证控制功能，图9-8 为J2 闭合，灯亮的状态 图9-8 两地控制一灯功能验证 两地控制一灯梯形图编程及仿真电路操作步骤 Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真 十字路口经常采用红绿灯指挥交通，比如：南北方向，红灯亮20秒，东西方向，绿

5、灯亮15秒，然后绿灯熄灭，黄灯亮5秒；然后，东西方向，红灯亮20秒，南北方向，绿灯亮15秒，然后灯熄灭，黄灯亮5秒。如此循环，其仿真电路如图9-9所示。图9-9 交通灯 电路任务二 交通灯电路仿真 Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真图9-10 交通灯电路的梯形图Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真操作PLC的编程语言有多种，最常用的有顺序功能图、梯形图、语句表、功能块图等，而梯形图是在原继电器-接触器控制系统中的继电器梯形图基础上演变过来的一种图形语言，所以易学易懂易用，是目前应用最多、最普遍的一种PLC编程语言。图9-11 最基本的梯形图知识点一 梯形图语言概述 图9-

6、11是最基本的梯形图形式，梯形图语言中最为基础的编程语句如下。Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真 可编程序控制器只是概念上的继电器，并非真实物理继电器。物理继电器线圈控制的触点数目有限，而在图9-所示梯形图中，线圈控制的触点数目可以是无限的，它们之间的连线表示的只是逻辑关系，而不是实际电路。（1）梯形图编程语言中符号，相当于物理继电器的常开触点。（2）梯形图编程语言中符号，相当于物理继电器的常闭触点。（3）梯形图编程语言中符号，相当于物理继电器的线圈，线圈控制继电器的触点动作。Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真运用继电器触点的串联、并联等连接可以实现逻辑与、或、非等功能

7、，完成较复杂的逻辑运算，其中与、或是最常用的逻辑。知识点二 梯形图中的逻辑1灯X5由逻辑与触点控制2灯X6由逻辑或触点控制在图9-11中，要使X5灯亮，必须同时闭合触点X1和X2，X1、X2触点处在“与”逻辑状态。在图9-11中，要使X6灯亮，只须闭合触点X3和X4中的任意一个，X3、X4触点处在“或”逻辑状态。复杂的逻辑控制都可以用与逻辑和或逻辑来完成。Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真 梯形图语言编程时，最常用语句可分为两类：一类类似于继电器触点；另一类类似于继电器线圈。表9-2是常用的梯形图中的编程元素。知识点三 梯形图中的编程元素梯级L1、L3 是梯级的开始，而L2、L4

8、是梯级的结束。需要通过两者间的连接来激活或导通它们之间的触点或线圈。PLC 输入设备PLC 输入设备也可称为“输入继电器组”，为了使用它，必须对“输入继电器组”设置地址。“输入继电器组”地址默认值为100，地址为100的“输入继电器组”中有8个完全相同继电器。对每个继电器还必须编号，若信号是从“输入继电器组”的IN1 输入，则其地址应为1001。要设置“输入继电器组”地址，只要双击该设备，在其属性对话框中，选择【参数】选项卡，在Input Module Base Address 文本框中输入100即可。表9-2 梯形图中的编程元素Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真知识点三 梯形图中

9、的编程元素PLC 输出设备PLC 输出设备在仿真时用于控制外部对象，如电机、变频器、开关等。“输入继电器组”地址默认值为200，其地址设置与PLC 输入设备设置相同。可编程序控制器输出设备分为240Vdc、120Vdc、30Vdc、24Vdc、12Vdc、9Vdc、5Vdc 等直流电压类型，也有240Vrms、120Vrms、24Vrms、12Vrms 等交流电压类型。输入继电器线圈控制的常闭触点该符号代表的是输入继电器线圈控制常闭触点。要对输入继电器线圈控制的常闭触点设置地址，只要双击该设备，系统弹出属性对话框，选择【参数】选项卡，在Input Module Base Address 文本框

10、中输入100，在Input Number 文本框中输入1，这相当于指定了这个常闭触点是由PLC 输入继电器中的1001线圈控制。选择【标签】选项卡，可以设置该常闭触点的序号。梯形图中的编程元素Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真知识点三 梯形图中的编程元素输入继电器线圈控制的常开触点该符号代表的是输入继电器线圈控制常开触点。要对输入继电器线圈控制的常开触点设置地址，只要双击该设备，系统弹出属性对话框，选择【参数】选项卡，在Input Module Base Address 文本框中输入100，在Input Number 文本框中输入1，这相当于指定了这个常闭触点是由PLC 输入继电器

11、中的1001线圈控制。选择【标签】选项卡，可以设置该常闭触点的序号。关系继电器线圈控制的常闭触点 可编程序控制器中还有许多关系（中间）继电器，作逻辑运算等用。该符号代表的是关系继电器线圈控制常闭触点。要设置由哪一个关系继电器线圈来控制这个常闭触点，只要双击该常闭触点，系统弹出属性对话框，选择【参数】选项卡，在Controlling Device Reference 文本框中输入M1，这相当于指定了这个常闭触点是由M1 这个关系继电器线圈控制。M 的序号根据程序安排来确定，M1 代表关系继电器线圈的地址。梯形图中的编程元素Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真知识点三 梯形图中的编程元素

12、关系继电器线圈控制的常开触点该符号代表的是关系继电器线圈控制常开触点。要设置由哪一个关系继电器线圈来控制这个常开触点，只要双击该常开触点，系统弹出属性对话框，选择【参数】选项卡，在Controlling Device Reference 文本框中输入M1，这相当于指定了这个常开触点是由M1 这个关系继电器线圈控制。正逻辑关系继电器线圈 该符号代表可编程序控制器正逻辑关系继电器的线圈。正逻辑关系继电器线圈一旦被激活，与它有关联的关系触点都会改变状态，常开的触点变成闭合，常闭的触点变成断开。双击该线圈，系统弹出属性对话框，选择【参数】选项卡，在Coil Reference 文本框中输入M1，M1

13、代表关系继电器线圈的地址。梯形图中的编程元素Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真知识点三 梯形图中的编程元素负逻辑关系继电器线圈该符号代表可编程序控制器负逻辑关系继电器的线圈。与正逻辑关系继电器线圈正好相反，负逻辑关系继电器线圈一旦被激活，与它有关联的关系触点都不改变状态。双击该线圈，系统弹出属性对话框，选择【参数】选项卡，在Coil Reference 文本框中输入M1，M1 代表关系继电器线圈的地址。脉冲继电器线圈该符号代表可编程序控制器正极型脉冲继电器线圈。脉冲继电器线圈在脉冲到来的脉冲宽度时间内，控制与它有关联的关系触点改变状态，常开的触点变成闭合，常闭的触点变成断开。当脉冲

14、宽度时间过后，与它有关联的关系触点变回原来的状态。双击该线圈，系统弹出属性对话框，选择【参数】选项卡，在Coil Reference 文本框中输入M3，M3 代表关系继电器线圈的地址。在Pulse Duration 文本框中输入脉冲宽度，系统默认为100ms。梯形图中的编程元素Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真知识点三 梯形图中的编程元素复位继电器线圈该符号代表可编程序控制器复位继电器线圈。它是非锁存型继电器线圈，用来复位定时器、计数器和设置线圈。当复位继电器线圈得电，其控制的触点立即断开。双击该线圈，系统弹出属性对话框，选择【参数】选项卡，在Coil Reference 文本框中

15、输入M1，M1代表复位继电器线圈控制的目标设备。锁存继电器线圈该符号代表可编程序控制器锁存继电器线圈。当锁存继电器线圈得电，其控制的触点闭合。双击该线圈，系统弹出属性对话框，选择【参数】选项卡，在Coil Reference 文本框中输入M1，M1 代表锁存继电器线圈的地址。梯形图中的编程元素Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真知识点三 梯形图中的编程元素可预置数的计数满断电型计数器(COUNT_OFF)该符号代表可预置数的计数满断电型计数器。它所控制的触点在仿真开始时会闭合，当计数达到设定值，触点会断开，计数器计数完后不会维持断开状态不变，而是立即自动重置预置数，进入下一轮计数。双

16、击该计数器，系统弹出属性对话框，如图所示。Set Value：设置计数器计数完时的值，设定为5，即接受5个脉冲后计数器断电瞬间，接着马上自动重置，开始下一轮计数。Preset Value：计数的预置值。Counter Reference：计数器的参考标号C1，与此计数器有关联的触点也要标上C1。梯形图中的编程元素Multisim 10 电路仿真交通灯电路仿真知识点三 梯形图中的编程元素计数满断电保持型计数器(COUNT_OFF_HOLD)该符号代表计数满断电保持型计数器。它所控制的触点在仿真开始时闭合，当计数达到设定值时，触点会断开并一直保持断开状态，直到仿真重新开始。其参数设置含义同计数满断电型计数器。定时满断电定时器(TIMER_TOFF)该符号代表定时满断电定时器。在仿真时，当定时满断电定时器通电，此定时器控制的触点闭合，当定时器定时达到设定值时，触点断开。梯形图中的定时器连接遭到破坏，已完成的定时值不会被记录，一旦工作正常，又从零开始定时。梯形图中的编程元素