控制电路板（精选十篇）
控制电路板 篇1
自动测试系统在以测控计算机为核心的硬件平台上，结合相应的测试软件，实现多种测试功能，能将设备检测进一步推向通用化、标准化、模块化，即是在人工最少参与的情况下能自动进行测量、数据处理，并以适当的方式显示的系统。研制一个电路板的自动化测试系统，它不仅可以节约大量的人力物力，缩短工程周期，同时可大大提高测试的精度。在整个测试系统中，PC方的测试软件是电路板的测试的核心，但是自动控制器作为整个系统的信号通讯，状态切换的作用不可或缺，控制器接收来自PC机的指令，控制器中的PIC接收指令，并命令电路进行开关切换来使得各种电表来对电路板上的各个电位进行测量。因此需要为控制器设计一块电路板，并对电路板上的PIC程序进行编写，来完成相应的功能。
1 硬件设计
自动测试系统的硬件系统一般分为计算机硬件平台和控制器。其中计算机硬件平台包括各种类型的计算机，如普通台式计算机、便携式计算机、工作站、嵌入式计算机等;控制器是计算机硬件平台的外围部分，与计算机硬件平台构成了自动测试系统的硬件环境，也是自动测试系统的硬件基础。图1为基于电路板自动测试系统的控制器的硬件组成部分，它主要由RS232通讯接口电路、测试内容切换电路、PIC芯片控制电路和电源电路组成。控制器的技术核心在于要搭建桥梁保证PC方软件能够顺利的读取来自针盘治具上电路板产生的各种数据。
控制器是连接被测设备与测试系统的组件，控制器的一侧可通过接卡器的接口连接组件与针盘治具配对连接。在控制器的另一侧配置RS232通讯接口，经过RS232通讯线，连接到PC机。
PIC部分：它是控制器的中心，它实现对RELAY切换和RS232通讯的控制，数据的采集、处理以及发送。PIC使用的是Microchip的PIC16F877A, PIC16F877A是一款以哈佛架构设计、指令集丰富、有较大存储空间的高性能单片机。PIC接收到来自串口的信号，通过I/O口并行的发到HCF4050芯片做信号放大，信号通过放大后转换成RE-LAY信号，RELAY接收的高电平信号时，RELAY闭合，对电路相应的电位进行测量。
电源部分：电源为整个控制器提供工作电源，它需要为RELAY的切换提供12V的电压，为PIC和RS232提供5V的工作电压。整个控制器中需要8个以上的RELAY进行切换，电源需要对这些RELAY进行供电，同时电源也要为PIC, RS232等一系列的芯片提供5V的电源，为了保证电源工作的稳定，提供杂讯较少的电压，电源通过分路供电的方式来实现。电路如图2所示：
RS232通讯部分：采集PC方软件发送的信号，通过HIN232CB芯片将外部的232电平“降低”为PIC所能接收的TTL电平，并将信号送入PIC。RS232通讯接口是PC方与PIC方的桥梁，实现数据的发送和接收。通过增加光耦的隔离，可以保证传输的信号不出现干扰，电路如图3所示：
RELAY切换部分：用于与针盘治具连接。通过RELAY的切换，实现控制盒对针盘治具上电路板的各项数据进行测试。当Relay0信号为高电平时，LED灯亮，RELAY开关闭合，测试开始。电路如图4所示：
对于整个电路设计来讲，并不是十分复杂，主要是要注意细节设计。电源部分为了给各IC和RELAY提供稳定的电压，防止最初产生的电源中会有杂讯，所以直接通过小型的工频变压器来进行降压，在通过整流滤波和LM7805和LM7812芯片来保证稳定的5V和12V电压输出;在信号方面使用信号放大芯片和锁存芯片，防止信号传输中因衰减而出错。
2 软件设计
PIC控制程序是控制器运行的核心，也是控制盒成败的关键。PIC程序是在MPLABIDE中编写的，MPLABIDE是适用于PICMicro系列单片机和DSPICTM数字信号控制器，基于Windows操作系统的集成开发环境。MPLABIDE提供内置编辑器创建和编辑源代码;汇编、编译和链接源代码;通过使用内置模拟器观察程序流程调试可执行逻辑;在观察窗口中查看变量;使用MPLABICD2、PICSTARTPlus或PRO MATEII器件编程器烧写固件;使用MPLABIDE丰富的在线帮助快速找出问题的答案;支持某些第三方工具等强大的功能。
PIC控制程序包括有ate.c、16F877A.h、ctype.h、s tdlib.h、s tring.h、s tdde f.h和877a.h等源文件。877a.h头文件用来对PIC芯片的参数进行定义，包括寄存器地址定义、标志位定义、外部时钟定义、引脚配置宏定义等。ate.c源文件是整个控制的核心，它包括有main函数、RS232中断、时钟溢出中断和void closing_specified_relay () 、void rxbuffe r_analyzing () 、void re pair_rs 232 () 、void re lay_control () 、void input_io_re ading () 五个子函数。这些函数主要起到RS232通讯、RALAY控制、输入数据的读取和通过PC方发送指定字符进行各种状态处理等作用。软件流程如图5所示：
RELAY控制函数如下所示，主要实现的是对RELAY的清空和对指定RELAY开关闭合的控制。
3 应用及结果
自动测试系统中控制盒的运行结果无法通过软件界面现实出来，但是可以通过小灯的闪烁和在电路板中勾取波形来判断控制盒的运行是否正确。
图6，图7分别是RS232通讯和RELAY切换时的波形图。从RS232通讯的波形图可以看出，PC放发生的数据成功的传送到PIC中;从RELAY切换的波形图可以看出，PIC发送控制信号来控制相应的RELAY。通过这两个波形图可以看到控制器作为自动测试系统的信号指挥中心，已经可以正常运行。与之前的控制器相比，发送接收的信号更加稳定，杂波信号明显减少，使控制器的运行也更加稳定。
4 结语
自动测试系统从概念的提出到目前技术的日趋成熟，体现了计算机技术的对传统工业的革命。在电路板自动测试系统中，控制器起到了与PC机方程序和电路板的桥梁连接作用，极大的提高了自动化程度，满足了对信号采集、分析的要求。实验证明，该设备对整个自动测试系统获取准确可靠的测试结果起到了关键作用，并且运行稳定。更重要的是系统的通用性和可扩展性好，只要对系统做少量的修改就可以实现新的功能和要求，从而可以满足不同种类的电路板自动测试的需要。
参考文献
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《2 怎样控制电路》教案 篇2
教学目标
科学探究
1、经历查找故障的活动，训练学生发现问题，解决问题的能力。
2、通过制作开关的活动，培养学生的动手能力。情感、态度与价值观
1、愿意与同学交流遇到的问题，并通过小组合作解决问题。
2、意识到开关是安全用电的有力保障。科学知识 了解开关的作用。
教学准备
学生准备：小灯泡、导线、电池；图钉2个、小木块1块（可用泡沫板、曲别针一个。教师准备：
为各组准备有故障的电路，用硬纸板托着；绘有完整电路的图纸一张（所以部件都是简笔画而非图形符号）；
演示材料一份；解决故障、制作开关的材料各两份（学生实验出现意外可给予支援）； 幻灯片：各种电器开关图片；空气开关、光控开关和声控开关的简单介绍；爱迪生发明电灯的故事。
教学重难点
理解开关工作原理，制作小开关。
教学过程
一、教学导入
出示干电池、小灯泡（灯丝已断）、导线：怎样连接小灯泡才会发亮？（学生口述）教师出示电池盒、灯座，边演示边讲述它们的用途和用法。按照大家认可的方法将电池、小灯泡用导线连接起来。
电路中的小灯泡不亮！这是怎么回事，可能是哪些因素造成的？
二、新授
（一）查找故障
1、独立思考小灯泡不亮的可能原因，再与小组交流，并记录下来。
2、下面，请各组同学来领取本组电路，仔细观察，找出并排除故障。完成后迅速送到讲台前的空桌上，我们比一比，哪个小组完成最快。（这样可以避免下面讲授过程中，学生的注意力停留在电路上）
3、分组活动，教师巡视，提供必要的支援（为了提高课堂效率，教师可在一个小组完成后立即通报：灯泡最先亮起来的xx小组！并示意该组同学坐端正。若有小组最后还没有完成，可让他们送到前面大家一起排除。）
4、小结：电路断开灯就灭了，电路通了灯就亮了。
（二）认识开关
1、人们根据以上规律，设计了开关，用它来控制电路的通与断两种状态。
2、出示幻灯片，观察各种开关图片：他们是如何控制电路的通与断的。（两个连接点、可以活动的接触点）
（三）制作小开关
1、出示材料：图钉2个、小木块1块、曲别针一个，你能用这些材料制成一个小开关吗？
2、思考，完成制作。
3、我们的小开关可以实现开关功能吗？只有连接到电路中才能检验开关的作用。小开关该放在电路的什么位置呢？
4、教师拿着电路图纸，说：请同学们先分小组讨论，各小组设计好后，在图纸上标出来，带上图纸到讲台前领取本组电路，然后按照图纸，把开关连接在电路中检验。
5、小组活动，教师巡视。
6、收集各组设计图纸，小结实验情况，指导学生了解“一个完整的电路应该由电源、用电器、导线、开关4部分组成”。
7、生活中的开关还有很多种，举例。
三、拓展
今天各小组都成功的利用自己制作的小开关控制了小灯泡的亮和灭，你们知道电灯是谁发明的吗？
你还知道哪些关于爱迪生的事迹？
控制电路板 篇3
关键词：地铁车辆;牵引控制电路;故障;控制措施
一、前言
地铁车辆控制系统作为车辆的重要组成部分，在日常的正常行车及安全方面起到重要作用，同时也是检修方面重点工作。控制系统包含的部件多，分布广，连接着车上的许多设备，其故障后带来的影响也比较大，因此更需提高其可靠性。
二、部件年度故障率统计
根据对深圳地铁2号线控制电路常见故障统计表：
从以上的统计可以看出，司控器、接线故障的故障率是逐渐降低的，而继电器故障却是逐年上升;故障总数上可以看出故障多发生在新车运营的前两年，后期故障较为平稳。因此，在运营初期需重点关注的是司控器、接线检查，随着运营时间的增加需重点关注继电器的维保。
三、各部件典型故障
1、司控器
1）司控器分压电阻故障
故障现象：2011年5月，229车、216车先后在正线报“司控器超量程故障”，HMI上显示“主控手柄”图标红色，推牵引手柄但无牵引力输出。列车以TRB模式回库后，检查发现司控器分压定值电阻阻值都变为无穷大，判定为电阻故障导致牵引参考值输出超过了理论值，导致列车故障。该分压定值电阻为陶瓷电阻，在震动工况下容易出现内部电阻丝熔断现象;将陶瓷电阻全部更换为金属电阻，故障再未次发现。
故障原因：陶瓷分压定值电阻不适用于强震动的工况。
2）警惕按鈕无法按下
故障现象：2012年1月19日，233车在正线出现司控器警惕按钮卡滞无法按下故障，检查发现主控手柄金属杆固定螺母压紧在警惕按钮下半部橡胶上，司机在转动警惕按钮时固定螺母产生联动，导致固定螺母上升脱出，无法按下警惕按钮;经普查发现共有24台司控器存在同样的问题，将有问题的警惕按钮下半部橡胶内圈深度减少0.5-1mm后恢复正常。
故障原因：警惕按钮下半部分橡胶块注塑工艺尺寸不统一。
3）司控器钥匙联锁块螺丝松动
故障现象：2012年12月13日，207车在新秀折返后2071车司控器方向手柄无法回零，司机室无法切换到6端;检查发现列车主控钥匙与方向手柄间的联锁块螺丝松出并阻止方向手柄动作。
故障原因：司控器钥匙联锁块螺丝松动。
2、接线故障
1）接线螺丝不紧固导致打火
故障现象：2011年6月23日，2266车一位端空调机组不工作，且司机室送风机不工作，检查发现5车的三相空开2QF10跳闸，且W相接线铜排有严重的放电烧伤痕迹，更换新的接线铜排及接线端子。
故障原因：接线紧固螺栓松动。
2）整改后接线未包扎导致接地故障
故障现象：2013年2月15日，212车司机在世界之窗上行线报，列车站台作业完毕后AMC、MCS模式均无法动车，右侧开、关门灯不亮，7QF01空开跳闸且不可恢复，手动开门无效;司机手动解锁车门后清客退出服务。检查发现强行开门按钮处有两根已废弃的线裸露，且其中一根7105线的线头处有烧损痕迹，判定为整改时遗留的接线只取消了一端且未进行包扎，导致接地。重新将废弃的接线两端都进行取消并进行包扎。
故障原因：整改未执行到位，作业质量问题。
3）接线破皮接地
故障现象：2013年2月17日，210车在东角头上行时报列车受电弓降下，列车没有牵引力，启动救援程序将列车推至就近存车线。检查发现PH箱内部高压开关辅助触点接线被金属边缘磨破放电，导致双弓降下。
故障原因：PH箱高压开关辅助触点接线被金属边缘磨破接地。
4）端子排与短接片不匹配
故障现象：2014年10月，2081车在正线报列车远、近光灯都不亮。回库后检查发现远、近光灯的电源接线5201线在司机室设备柜端子排处的短接片接触不良。由于5201线需分别接到主、副司机台下，因此在司机室设备柜采用了两个端子排进行了接线，中间使用了一个短接片;检查发现使用的端子排一片为2.5mm2，另一片为1.5mm2，而使用的短接片为1.5mm2的，因此在震动时会产生短接片与2.5mm2端子排接触不良的情况，更换短接片后恢复正常。
故障原因：短接片两端的端子排大小不一致。
3、继电器故障
1）继电器线圈断线故障
故障现象：2013年6月23日211车司机在世界之窗上行线报，列车AMC模式进站对标准确，但车门、屏蔽门无法打开，空开未跳闸;司机手动解锁车门后清客退出服务。回库后检查发现列车开右门继电器7KA04（型号：D-U204-KLC）线圈阻值为5.03MΩ（正常为5.3KΩ），说明继电器线圈断线。后续连续发生相似故障，厂家回复为该批次继电器焊接工艺问题，对该批次继电器进行更换。
故障原因：继电器焊接工艺问题。
2）继电器触点阻值变大
故障现象：2015年1月21日222车以AMC模式运行时发生紧制，信号屏显示车门未锁闭;后经检查发现车门关好回路上的3KA02继电器（型号：D8-U204）5R/9R常开触头在得电闭合后，其阻值在8.4千欧姆至43.7千欧姆跳变，超出正常范围，更换新的继电器。
故障原因：继电器触点阻值变大。
3）延时继电器卡滞故障
故障现象：2012年4月16日，224车在试验开门后转换司机台作业时发现车门无法关闭，检查其他车辆也发现在快速转换司机台时容易出现该现象;后经调查原因为车门电路上采用的TDE-U204-KLC延时继电器为无源延时继电器，其在短时间得电的情况下（<20ms）内部电容无法完成充电，会导致继电器无法动作的情况;后续全部更换为有源延时继电器。
故障原因：延时继电器本身特性问题。
4、空开故障
1）保护开关整定值偏小
故障现象：2013年6月，空调系统频繁报高压故障，检查故障原因大部分为空调冷凝风机跳闸;对空开整定电流值进行调整后恢复正常。
故障原因：空开整定电源值设定低于实际电路要求。
5、按钮/旋钮故障
按钮/旋钮的故障多表现在指示灯的故障。
四、预防控制措施
1、从以上的典型故障可以看出，产品设计类的问题较多;因此需参与到列车的设计、部件选型等，及时将日常使用、维护中遇到的问题反馈给列车制造厂，从源头上解决问题。
2、加强列车的预验收管理，把好列车到段后的首关。很多问题如果能在列车预验收上发现并督促厂家整改，就可以减少正线运营指标。如司控器螺丝松动、接线松动等，就应该能在预验中发现并处理。
3、对列车运营中出现的普遍性问题，要求厂家进行全面的普查、整改，避免问题扩大化。如在发现几个继电器线圈断线等特殊问题时，就应及时联系厂家提供问题原因及整改方案。
4、加强日常维护，制定科学的维修周期及内容。如继电器触点电阻值增大等，就需要定期对继电器进行更换。
5、对部分特别关键部件，可以考虑增加旁路等技改方案，提高列车可靠性。如影响到列车牵引、制动功能等特别重要的继电器，可考虑增加旁路开关或备用模式。
五、结束语
控制电路板 篇4
1 SPC在生产线的应用步骤
首先样本收集:按一定的时间间隔对产品进行抽样, 每次抽样的样本数应符合事前预定的数量。再进行数量检测:一旦获得样品应立即进行检测, 接下来做参数分组:按参数的上下极限分为两组, 一组均为上极限, 另一组均为下极限。分别按这两组参数进行一定数量的产品检验, 最后对数据进行处理:根据不同的SPC控制工具计算各站位SPC控制的上下限。
2 选择需要SPC控制的站位
任何生产过程的精确设计和精心维护, 总存在一定量固有的或自然的变化, 它们是许多偶然因素形成的偶然波动的累积效果。由于这种波动比较小, 可以认为生产过程处于受控状态或称为稳态。然而, 在实际生产过程中, 有时也会发生有异常因素造成的异常波动, 如由于设备调整不当, 人为差错或原材料的缺陷呢让导致的质量波动, 与偶然波动相比这种异常变化要大得多, 而且往往能够表现出一定的趋势和规律, 此时即生产过程处于失控状态。这正是我们需要使用SPC过程控制的目的。
在使用SPC控制时应选择能代表过程的主要质量指标作为控制对象。整个电路板的各个生产制造流程往往具有各种各样的特性。我们需要对整个印刷电路板制造流程中最关键的站位进行SPC控制。为了甄别出最重要的控制点, 我们需要判断出整个生产工艺流程中对于最终产品质量最敏感的输出值, 同时, 我们还必须考虑在这些站位设SPC控制点的可行性, 所需要考虑的方面包括: (1) 数据是否比较容易获得, 并且不需要增加很多的投资; (2) 量系统是否可靠; (3) 作为输入值, 是否对于最终的输出也就是最终产品的质量有着巨大的影响; (4) 根据以往的历史数据以及工程经验。而这些需要进行SPC控制的站别可以相互影响, 只要最终的输出指向产品的最终质量水平的。基于以上的考虑, 我们选择如下站位采用SPC控制: (1) Paste Height, 焊膏高度测量工位。 (2) Post-ir, 回流焊接后检查工位。 (3) ICT, 在线电气测试工位。 (4) FT, 功能测试工位。 (5) Final QC, 最终检查工位。
2.1 数据的类型和SPC控制图的选择
数据的种类分为计量值型数据和计数值型数据。计量值型数据包括:尺寸, 重量, 化学成分, 电压等已无力单位表示, 具有连续性的数据。是连续型随即变量。计数值型数据包括:以特性分类, 计算具有相同特性的个数, 是为间断性数据, 是离散型随即变量。
根据国际GB4091, 常规休哈特控制图包括计量型控制图四种:均值——极差控制图 (Xbar-R) , 均值——标准差控制图 (XbarRs) , 中位数——极差控制图 (Xmed-R) , 单值——移动极差控制图 (X-Rs) ;计数控制图四种:不合格品率控制图 (P) , 不合格品数控制图 (C) , 单位缺陷数控制图 (U) 。 (1) Paste Height, 焊膏高度测量工位, 所得到的数据是焊膏高度值, 是计量值型数据。我们选择均值——极差控制图 (Xbar-R) , 这是一种最常用的基本控制图。它适用于各种计量值。其中Xbar控制图主要用于观察份内部的均值变化, R控制图用于观察分布的分散情况或变异度的变化。而Xbar-R控制图则将两者联合使用, 以观察分布的变化。 (2) Post-ir回流焊接后检查工位与Final QC最终检查工位所得到的数据是在一定的单位数量产品内所见检查到的缺陷数量, 是计数型数值。我们选择不合格品数控制图 (C) 。这种控制图用于控制一部机器, 一个部件, 一定长度, 异地年能够面积或任何一定单位中 (即样本大小不变) 所出现的缺陷数目。 (3) ICT在线电气测试工位与FT功能测试工位所得到的数据是在这工位检查到的合格品数量与总检查产品数量的百分比, 是计数型。我们选择不合格品率控制图 (P) , 这种控制图用于控制对象为不合格品率或合格品率等计数值质量指标的场合。
由此我们为各需要进行SPC控制的站位, 根据其输出数据种类的不同以及需要监控的方面选择了合适的SPC控制图。
2.2 SPC控制图的参数设置
(1) 在Paste Height焊膏高度测量工位, 所使用的均值——极差控制图 (Xbar-R) , 现在我们需要对其设置控制线, 由于各个产品设计要求不同, 所以焊膏印刷钢网的厚度不同, 导致各产品的实际焊膏高度值都不一样。因此每个产品需要根据其钢网与产品质量控制要求不同设置不同的控制线。以下举其中一种产品为例子来进行控制线的计算。举例A产品的钢网厚度为6mil, +-1mil, 每个产品取5个点测量焊膏高度, 表1是17次测量的记录值, 然后根据下面的公式1计算SPC图需要的UCL与LCL, 其中是所有R偏差范围的平均值, 而是所有Xbar平均值的平均值, 公式中的参数可以从表2中查到:
公式1:XBar-R控制图计算公式:
由此计算得:
(2) 在Post-ir回流焊接后检查工位与Final QC我们使用不合格品数控制图 (C) 作为SPC控制图。同样我们需要计算相关参数以制作控制图。表3是收集的在回流焊后检查工位的质量数据。
(3) 在ICT在线电气测试工位与FT功能测试工位我们是使用不合格品率控制图 (P) , 以下是计算控制限参数以及绘制控制图的过程。
由以上的数据, 通过公式3计算SPC参数。
3 结语
SPC作为一种行之有效的统计质量工具, 在全世界的大型企业中的得到了广泛的关注。
本文论述了SPC技术在电路板生产制造中的具体建立步骤, 阐述了在SPC系统建立过程当中每一步所需要考虑的关键因素与技术, 比较科学同时考虑经济效益的在生产制造过程中建立了SPC控制的整套方案。本文阐述的核心思想是必须在最终要的站位设立正确的SPC控制才能够在取得最大的经济效益的同时全方位提高最终产品的质量和客户满意度。
参考文献
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§9.1点动控制电路教案 篇5
[教学目标]： 知识目标：
1、了解电动机控制的有关概念。
2、掌握控制电路的应用范围。
3、掌握电动控制电路的组成、动作原理。技能目标：了解电动控制电路的适用范围。
情感目标：培养科学严谨的科学态度和创新能力。[教学重点]：
1、掌握控制电路的应用范围。
2、掌握电动控制电路的组成、动作原理。[教学难点]：掌握电动控制电路动作原理 [教学课时]：2课时 [教学方法]：讲解法 [教学用具]：示教板 [教学内容]：
三相笼型异步电动机坚固耐用，结构简单，且价格经济，在生产机械中应用十分广泛。电动机的启动是指其转子由静止状态转为正常运转状态的过程，在此过程中电动机启动电流将增至额定值的４～７倍，会造成供电线路电压的波动。另外，频繁的启动产生的较高热量会加快线圈和绝缘的老化，影响电动机使用寿命。
1、点动控制线路
实际生产中，生产机械常需点动控制，如机床调整对刀和刀架、立柱的快速移动等。所谓点动，指按下启动按钮，电动机转动； 松开按钮，电动机停止运动。与之对应的，若松开按钮后能使电动机持续工作，则称为长动。区分点动与长动的关键是控制电路中控制电器得电后能否自锁，即是否具有自锁触点。点动控制线路如图1所示。L1L2L3QSFU1KMFRMM3～FRSBKM(a)FRFRSB1SB1KMKMSB2SB2SB3SASB3KMKM(b)(c)图1点动控制线路
§9.2 单向全压启动控制线路
单向全压启动控制线路如图2所示，图中左侧为主电路，由刀开关QS、熔断器FU1、接触器KM主触点、热继电器FR的热元件和电动机M构成； 右侧控制线路由熔断器FU2、热继 电器FR常闭触点、停止按钮SB1、启动按钮SB2、接触器KM常开辅助触点和它的线圈构成。
1）工作原理
电动机启动时，刀开关QS置于闭合位置，三相电源引入。
图2单向全压启动控制线路2）保护环节
L1L2L3QSFU1FU2FU2KMFRSB2MM3～KMKMSB1FR
(1)短路保护： 熔断器FU1、FU2分别作主电路和控制线路的短路保护，当线路发生短路故障时能迅速切断电源。
(2)过载保护： 通常生产机械中需要持续运行的电动机均设过载保护，其特点是过载电流越大，保护动作越快，但不会受电动机启动电流影响而动作。
(3)失压和欠压保护： 依靠接触器自身电磁机构实现失压和欠压保护。
§9.3 正反转控制线路
生产实践中，许多设备均需要两个相反方向的运行控制, 如机床工作台的进退、升降以及主轴的正反向旋转等。此类控制均可通过电动机的正转与反转来实现。由电动机原理可知，电动机三相电源进线中任意两相对调，即可实现电动机的反向运转。通常情况下, 电动机正反可逆运行操作的控制线路如图3 所示。
图3正反转控制线路
L1L2L3QSFUFRSB1SB3KM1KM2SB2KM1KM2SB2FRSB1KM1SB3KM2KM2FRM3～KM1KM2KM1KM1KM2KM1KM2(a)(b)(a)“正—停—反”控制；(b)“正—反—停”控制(1)“正—停—反”控制。由图3(a)可见，接触器KM1、KM2 的主触点在主电路中构成正、反转相序接线，两者的辅助常闭触点分别接于对方线圈电路中。
(2)“正—反—停”控制。
图 3(b)将图 3(a)中的启动按钮均换为复合按钮，则该电路为按钮、接触器双重联锁的控制电路。
§9.4 自动循环控制
自动往复循环控制是利用行程开关按机床运动部件的位置或机件的位置变化来进行的控制，通常称为行程控制。生产中常见的自动循环控制有龙门刨床、磨床等生产机械的工作台的自动往复控制，工作台行程示意及控制线路如图4所示。
L1L2L3QSFU1工作台MKM1KM2SQ3SQ1SQ2SQ4FRMM3～图4自动循环控制线路
FRSB1SQ2SB3KM2SQ1SB2KM1SQ1SQ2SQ3SQ4KM2KM1KM1KM2SB1SB2SB3SB4KMKM§9.5图5两地控制线路多点控制
多点控制是指在两地或两个以上地点进行的控制操作，多用于规模较大的设备，以方便操作。此类电路应具有多组按钮，且这多组按钮的连接原则为： 常开按钮均相互并联，组成“或”逻辑关系； 常闭按钮均相互串联，组成“与”逻辑关系。图5为两地控制，遵循以上原则还可实现三地及更多点的控制。
§9.6 顺序控制
一般机械设备的拖动电动机常按一定的顺序控制要求，对控制线路提出顺序工作的联锁要求，此类电路属于顺序启动控制或称条件控制电路。
L1L2L3FR1QSFUSB1SB3SB4SB2KM1FR1M3～KM2FR2M3～KM1KM2KM1KM2SB2KM1FR1FR2KTKM2FR2SB1M1M2KM1KM2KM1KTKM2(a)(b)
图6顺序启动控制线路
§9.7三相笼型异步电动机降压启动控制
降压启动是指启动时降低加在电动机定子绕组上的电压，启动后再将电压恢复至额定值，使之在正常电压下运行。容量大于 10 kW 的笼型异步电动机直接启动时，启动冲击电流为额定值的 ４～８ 倍，故一般均需采用相应措施降低电压，即减小与电压成正比的电枢电流，从而在电路中不至于产生过大的电压降。常用的降压启动方式有定子电路串电阻降压启动、星形 〖CD*2〗 三角形（Ｙ△ 降压启动线路
§9.8三相笼型异步电动机制动控制
1.能耗制动控制
能耗制动控制的工作原理： 在三相电动机停车切断三相交流电源的同时，将一直流电源引入定子绕组，产生静止磁场，电动机转子由于惯性仍沿原方向转动，则转子在静止磁场中切割磁力线，产生一个与惯性转动方向相反的电磁转矩，实现对转子的制动。能耗制动控L1L2L3QSFUKM2TCFRRVCKM2KM1SB1FRKTKM2KM1SB2KM1KTMM3～KM2KM1KM2KT制线路如图9所示，图中变压器TC、整流装置VC提供直流电源。
图9 能耗制动控制线路
§9.9反接制动控制
反接制动控制的工作原理： 改变异步电动机定子绕组中的三相电源相序，使定子绕组产生方向相反的旋转磁场，从而产生制动转矩，实现制动。反接制动要求在电动机转速接近零时及时切断反相序的电源，以防电动机反向启动，其实现电路见图10。
基于单片机的外部扩展电路控制 篇6
【摘 要】为了扩展单片机的存储资源及串口，采用基于单片机 （AT89S52-24PI）外部存储器的扩展及基于单片机控制的多通道串口扩展电路设计及具体实现方法。并以双端口存储器 IDT70V261S25PFI和串行通讯控制器TL16C754BPN及以C51系列单片机软件开发环境Keil μVision4为例实现单片机的外部电路控制。实验结果表明，该方案接口简单、使用方便、稳定可靠。
【关键词】单片机；存储器；串行通讯；Keil μVision4
【中图分类号】 TN45【文献标识码】 A【文章编号】1672-5158（2013）07-0055-02
Expansion of the circuit control based on MCU external
XU Jie-jing，YAO Bo，LI Bin-yu
（Shanxi Huanghe Group Ltd.，Xiˇ？an 710043，China）
【Abstract】In order to storage resources and serial port expansion chip，based on MCU （AT89S52-24PI） external memory expansion and based on multichannel serial MCU control circuit design and realization method of expansion.And with the dual port memory IDT70V261S25PFI and serial communication controller TL16C754BPN and C51 series single-chip microcomputer software development environment Keil μ Vision4 for example the realization of the external circuit of the single chip control.The experimental results show that， this scheme has simple interface， easy to use，stable and reliable。
【Key words】MCU；Memory；Serial communication； Keil μVision4
引言
目前，应用单片机的产品已经渗透到我们生活的各个领域，因此单片机的学习、开发与应用是社会发展的必然需求。但单片机的资源及接口又非常的有限，所以更加突出了单片机外部扩展技术的重要性。在需要大量数据缓冲的单片机应用系统中，需要在外部扩展数据存储器；单片机通常提供一个串行通道，当单片机系统需要更多的串行通讯通道时，需通过外部串行通讯控制器进行扩展。本文主要介绍基于单片机 （AT89S52-24PI）外部存储器的扩展及基于单片机控制的多通道串口扩展电路设计及控制方法的具体实现。
1 概述
单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。
AT89S52为ATMEL所生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K的系统可编程Flash存储器。主要功能列举如下：拥有灵巧的8位CPU和系统可编程Flash；晶片内部具有时钟振荡器（传统最高工作频率可至12MHZ）；内部程序存储器（ROM）为8KB；内部数据存储器（RAM）为256字节；32个可编程I/0口线；8个中断向量源；三个16位定时器/计数器；三级加密程序存储器；全双工UART串行通道。
2 硬件实现方法
2.1 总体设计思路
单片机的P0口作为数据线接到双端口存储器 IDT70V261S25PFI和串行通讯控制器TL16C754BPN的数据口，同时接到FPGA与单片机的ALE译出双端口低8位地址；P2口作为高8位地址线输出到双端口存储器IDT70V261S25PFI高8位地址口和串行通讯控制器TL16C754BPN的3位地址口；FPGA通过地址译码译出双端口存储器的片选和串行通讯控制器的4路片选信号；单片机的读写信号接到双端口存储器和串行通讯控制器的读写。原理框图如下图所示： AT89S52来组成外存储器扩展电路，除了本文介绍的外存储芯片外，其它的外存储芯片（EEPROM、RAM等）的使用方法类似。单片机系统扩展首先要构建系统总线，然后再往系统总线上“挂”存储芯片或I/O接口芯片。如下图所示：
通过地址空间分配和外部地址锁存器。常用的存储器地址分配有两种方法，线选法和译码法。线选法直接利用系统的高位地址线作为存储器芯片的片选信号；译码法是对高位地址进行译码，译码输出作为存储器芯片的片选信号。常用的外部地址锁存器芯片有74LS373和74LS573。外部地址锁存器应用如下图所示：
3 系统软件设计
本文采用的软件开发平台，旨在提高开发人员的生产力，实现更快，更有效的程序开发。μVision4引入了灵活的窗口管理系统，能够拖放到视图内的任何地方，支持多显示器窗口，增加了很多大众化的功能。
51单片机软件开发平台，keil C51μVision集成开发环境是德国Keil公司针对51系列单片机推出的基于32位windows环境，以51系列单片为开发目标，以高效率的C语言为基础的集成开发平台。Keil c51从最初的5. 20版本一直发展到最新的v7.20版本。主要包括：C51交叉编译器，A51宏汇编器，BL51连接定位器等工具和windows集成编译环境μVision，以及单片机软件仿真器Dscope51.是一个非常优秀的51单片机开发平台，对C高级语言的编译支持几乎达到了完美的程度，当然它也同时支持A51宏汇编。同时它内嵌的仿真调试软件可以让用户采用模拟仿真和实时在线仿真两种方式对目标系统进行开发。软件仿真时，除了可以模拟单片机的I/O口、定时器、中断外，甚至可以仿真单片机的串行通信。
软件设计上对于外部存储器的扩展没有什么特别的设置，只需对片选选中地址空间进行读写操作即可；对于多串口扩展需要对片选选中地址空间进行操作， 在工作软件初始化部分，应调用初始化通讯控制器函数对串行通讯控制器中的四路串行通讯口全部进行初始化。程序代码以下为例说明：
void COMMInitA（void） //软件初始化函数
{XBYTE[CSA+LCR]=0x80；/*置波特率分频系数设置允许位*/
/*设置波特率分频系数为1，外部晶振24MHz，波特率为1.5MBPS；
外部晶振22.1184MHz，波特率为1.3824MBPS*/
XBYTE[CSA+DLL]=0x01；
XBYTE[CSA+DLM]=0x00；
/*清除波特率分频设置允许位，设置串口数据格式设置为1位起始位、8位数据位、1位停止位、奇偶校验为奇校验*/
XBYTE[CSA+LCR]=0x1b； //奇校验
/*允许接收数据完成中断*/
XBYTE[CSA+IER]=0x05；
/*中断总允许*/
XBYTE[CSA+MCR]=0x00；
/*允许使用并清空FIFO，设置接收FIFO门限为60字节*/
XBYTE[CSA+FCR]=0x61； }
在发送数据时应首先形成发送数据并存储在发送数据缓冲区中，然后调用数据发送函数完成数据发送功能，程序代码以下为例说明：
void ZD_SEND（void）
{ tmp=0； for（j=2；j<6；j++） //计算校验和，从第2个字节开始{ tmp=tmp+zd_txd[j]； } tmp=tmp+zd_txd[0]； zd_txd[1]=tmp； for（j=0；j<6；j++）
{ XBYTE[CSA]=zd_txd[j]；//发送6个字节} }
在数据接收完成中断服务程序中调用数据接收函数，根据数据接收状态将已接收到的数据存储在接收缓冲区中，程序代码以下为例说明：
void ZD_REC（void）
{ for（j=0；j<15；j++）//串口接收数据，15个字节
{ tmp=XBYTE[CSA+LSR]； if（（tmp & 0x01）==0x01） buf_rxd[j]=XBYTE[CSA]； }
j=0； while（（（XBYTE[CSA+LSR] & 0x01）==0x01） && （j<64））
{ j++； tmp=XBYTE[CSA]； } COMMInitA（）； //接收结束
tmp=0； for（j=2；j<15；j++） //计算校验和，从第2个字节开始{ tmp=tmp+buf_rxd[j]； } tmp=tmp+buf_rxd[0]；
if（（buf_rxd[1]==tmp）&&（buf_rxd[0]==0x0f）） //校验正确，接收缓冲区数据转到工作数据区 { for（j=0；j<15；j++） { zd_rxd[j]=buf_rxd[j]； } bit_gzgzled=0x0； } else bit_gzgzled=0x1； }
为了保持数据通讯过程的持续稳定，同时避免不可预见冲突对数据通讯过程的干扰引起的工作异常，在必要的时刻需要对数据通讯控制器的FIFO 进行定期复位并清空数据区。
4 结束语
本文介绍了基于51系列单片机进行外围扩展电路的具体实现方法，既解决了单片机的存储器容量过小及串行通讯通道不足的限制，又提供了一种具有良好的通用性、规范性的单片机外围扩展存储器及多通道串行通讯的实施方案，为51系列单片机提供了更多更广的应用空间。
参考文献
[1] 张文德，等.单片机微机原理应用与实验[M].上海 复旦大学出版社，1996
[2] 江志红.51单片机技术与应用开发案例精选[M].清华大学出版社.2008.20-70
[3] 李学军.如何用MCS-51单片机扩展串口进行通讯[J].宁夏机械， 2003，（2）
剧场灯光照明控制电路 篇7
考虑人眼适应光线的要求, 本产品利用软启动 (自动升压) 来控制剧场灯光的亮度。其主要功能器件为单片机AT89C51和晶闸管。
2 技术要求与内容
1) 两位数字显示;
2) 延时35μs~1ms;
3) 能控制最大100W灯泡。
3 本产品的特点
1) 采用软启动可以延长灯具的使用寿命;
2) 渐明、渐暗控制消除了人眼对亮暗突变的不适应感;
3) 抗干扰能力强;
4) 显示电路采用共阳极数码管, 单片机的段输出可以不加以驱动电路;
5) 外围电路简单, 实用价值高, 操作安全方便;
6) 性能价格比好。
4 采用的技术方案
简要工作原理:首先电源供电为220V。输入键为两个触点开关, 控制灯光的渐亮与渐暗。按开灯键, 51单片机执行开灯动作程序。过零检测, 检测到过零电压告诉单片机, 产生一个触发脉冲控制晶闸管, 从晶闸管开始承受正向电压, 到触发脉冲出现之前的电角度称为控制角, 晶闸管在一周期内导通的电角度成为导通角, 在控制角增大的同时, 晶闸管导通角逐渐减小, 灯光逐渐暗;当按关灯键时, 51单片机执行关灯动作程序。过零检测, 检测到过零电压告诉单片机, 产生一个触发脉冲控制晶闸管, 在控制角减小的同时, 晶闸管导通角逐渐增大, 灯光渐亮。显示电路显示延时时间。
这个方案的优点为:产品外围电路简单, 采用软启动可以延长灯具的使用寿命, 渐明、渐暗控制, 对人眼无刺激, 抗干扰能力强, 操作安全方便, 成本低。
5 电路及其工作原理
5.1. 部分电路及其工作原理
5.1.1 负载部分 (主电路部分) 工作原理
~220V经整流桥整流后, 交流电变成有极性的直流电。为了使操作更加安全, 在晶闸管之后加一个光电耦合器件进行隔离, 这样即抗干扰, 又可以保护单片机。 (其中灯泡, 整流桥, 晶闸管均为高压) 。电路接在单片机的P3.4口。
5.1.2 同步电压形成部分工作原理
如果触发电路和主电路不同步即每个周期的起点不一致, 二者各按自己的规律变化规则, 则输出电压无规则。为此在整流桥之前加一个带中心轴头的双9V变压器, 这样经全波整流后, 经三端稳压器稳压, 再经稳压管削波, 这样在过零点时, 保证了主电路也从零开始承受正向电压使每周产生的第一个触发脉冲的时间都一样, 使触发电路与主电路取得了同步。
5.1.3 显示部分工作原理
电路显示部分为两位数字显示。P0口和P2口分别接两个LED数码管。LED数码管, 每笔画工作电流ILED约在5mA~10mA之间, 若电流过大会损坏数码管, 因此, 必须加限流电阻, 其阻值可按下式计算:
其中, U0为家在LED两端电压, ULED为LED数码管每笔画压降 (约2伏左右) 。由于电路使用的是共阳极数码管, 单片机的段输出可以不加驱动电路, 从而简化了电路, 降低了成本。
5.1.4 延时时间控制部分工作原理
电路接在P1口, 是一个八位预置开关, 可以调整延时时间。
5.2. 整机电路工作原理
U2 (渐亮按钮) , U3 (渐暗按钮) 为两个触点开关, 分别接在P3.2口与P3.5口, 控制灯光的渐明、渐暗。按U2, 单片机执行开灯动作程序, 同时检查P3.3口是否有过零电压, 即过零检测, 若有电压过零 (延时时间为软件程序确定) , 晶闸管主电路与过零电压同步, 晶闸管承受正向脉冲电压, 产生触发脉冲, 晶闸管触发导通, 软启动开始, 随着晶闸管导通角的逐渐增大, 灯逐级亮, 直到达到一个最亮的稳态;按U3, 单片机执行关灯动作程序, 同时检查P3.3口是否有过零电压, 即若有电压过零, 晶闸管主电路与过零电压同步, 晶闸管承受正向脉冲电压, 产生触发脉冲, 晶闸管被触发导通, 随着晶闸管导通角的逐渐减小, 灯逐级灭, 直到达到一个最暗的稳态。显示电路显示延时时间 (延时时间为软件程序确定) , 时间长短可由预置开关调整。
5.3 程序设计
开始置初值设置循环开始的状态。对P3.4口清零, 再初始化。判断P3.2口是否为零, 若不为零 (无键按下) 则返回到原地, 若为零 (有键按下) 程序继续执行, 继续判断P3.3口是否为零, 即过零检测, 不是零则返回到原地, 是零则延时N (N为0~255的整数, 视为延时变亮, 可由八位预置开关调整 (显示为N) , 触发晶闸管后延时变量自动减一, M-1不等于零则返回到P3.3口, 等于零则继续执行N-1程序, N不等于零返回到P3.3口, N等于零, 晶闸管完全导通灯常亮;判断P3.5口是否为零, 若不为零 (无键按下) 返回到原地, 若为零 (有键按下) 程序继续执行。判断P3.3口是否为零, 即过零检测, 不是零返回到原地, 是零则延时N个35μs, 触发晶闸管, 灯光渐暗, M为延时变亮, 可由八位预置开关调整, 触发晶闸管后延时变亮自动减一, M-1不等于零则返回到P3.3口, 等于零继续执行N+1程序, N不是最大则返回到P3.3口, N是最大, 晶闸管完全关断, 灯长灭。
摘要：本文所述的是以ATMEL公司生产的单片机AT89C51为核心, 配以相应的外部电路构成的剧场灯光照明控制电路, 该控制电路主要应用目前很有发展潜力的半导体元器件晶闸管, 对剧场灯光的亮度进行控制。当人们进入剧场后话剧开演时灯光渐暗;当电影或话剧快要结束时, 灯光渐亮。和模拟电路相比, 用单片机控制, 系统有抗干扰的功能。
关键词：单片机,晶闸管,同步,软启动
参考文献
[1]郑中杰.晶闸管变流技术.机械工业出版社, 1998.
[2]何立民.MCS-51系列单片机及应用系统设计.北京航空航天大学出版社, 1995.
PLC控制与继电控制电路差异分析 篇8
1.1 PCL硬件组成
PLC一般由CPU (中央处理器) 、存储器、输入/输出模块、电源、各种智能模块以及外围设备组成。
1.2 PLC的软件组成
PLC的软件主要包括系统软件和用户程序。
(1) 系统软件。系统软件由PLC制造商固化在机内, 用于控制PLC的运作。系统软件主要包括三部分:系统管理程序、用户指令解释程序、标准程序模块及系统调用。 (2) 用户程序。用户程序即应用程序, 是针对具体控制对象所编制的程序。程序既可以由编程器方便地送入到PLC内部的存储器中, 也能方便的通过编程器读出、检查与修改。
二、PLC相对于继电器控制系统的优缺点
(1) 控制方式:继电器的控制是采用硬件接线实现的, 是利用继电器机械触点的串联或并联极延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑, 只能完成既定的逻辑控制。PLC采用存储逻辑, 其控制逻辑是以程序方式存储在内存中, 要改变控制逻辑, 只需改变程序即可, 称软接线。 (2) 控制速度。继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制, 工作频率低, 毫秒级, 机械触点有抖动现象。PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制, 速度快, 微秒级, 严格同步, 无抖动。 (3) 延时控制。继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制, 而时间继电器定时精度不高, 受环境影响大, 调整时间困难。PLC用半导体集成电路作定时器, 时钟脉冲由晶体振荡器产生, 精度高, 调整时间方便, 不受环境影响。
三、与继电器线路比较PLC优势分析
(1) 功能强, 性能价格比高。与相同功能的继电器相比, 具有很高的性能价格比。可篇程序控制器可以通过通信联网, 实现分散控制, 集中管理。 (2) 硬件配套齐全, 用户使用方便, 适应性强。用户能灵活方便的进行系统配置, 组成不同的功能、不规模的系统。楞编程序控制器的安装接线也很方便, 一般用接线端子连接外部接线。PLC有很强的带负载能力, 可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。 (3) 可靠性高, 抗干扰能力强。传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良, 容易出现故障, PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器, 仅剩下与输入和输出有关的少量硬件, 接线可减少互继电器控制系统的1/10--1/100, 因触点接触不良造成的故障大为减少。PLC已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。 (4) 系统的设计、安装、调试工作量少。PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件, 使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。 (5) 编程方法简单。 (6) 维修工作量少, 维修方便。PLC的故障率很低, 且有完善的自诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时, 可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的住处迅速的查明故障的原因, 用更换模块的方法可以迅速地排除故障。
五、小结
使用PLC后, 可以减少大量的中间继电器和时间继电器, PLC的配线比继电器控制系统的配线要少得多, 故可以省下大量的配线和附件, 减少大量的安装接线工时, 可以减少大量费用。
摘要：PLC可编程控制器是以微型计算机基础发展起来的新型工业控制装置, 各类职业技术学校都将PLC教学纳入教学任务, 成为电气以及工业自动化类专业的一门必修课。如何教学PLC课程和应用PLC的梯形图, 对学生理解好可编程控制器的控制原理和制作方法, 加快学习和掌握PLC的编程, 都具有极大的帮助。
关键词：PLC,控制,继电控制,电路
参考文献
[1]孙振强.可编程控制器原理及应用教程[M].北京:清华大学出版社, 2008
浅议Y-△起动控制电路 篇9
目前,三相交流异步电动机利用Y-△减压启动使用比较广泛,究其原因,可以从以下几点得到解释:异步电动机起动的好与坏,主要是考察其在保证有一定的启动转矩下,电机对电网的冲击要越小越好,使电网得到了应有的保护,电机也不会因此受到较大的机械冲撞;如果采用定子串接阻抗减压启动,能耗太大,一般不会使用;使用自耦变压器减压启动,系统的体积又较大,且投资也较高;采用延边三角形启动,其内部接线较为复杂。而Y-△减压启动,接线简单,投资少,损耗小,能够较好满足生产实践需要。
1 典型“竞争”控制电路
在图1所示的控制电路中,暂不考虑触点的动作时间,控制电路的工作过程如下:按下起动按钮SB2,接触器KM1和时间继电器KT同时得电。KM1得电自锁,时间继电器开始一定时间的延时,时间到时,KT的延时闭合的常开触点闭合,接触器KM2得电并自锁。同时,KM2的常闭触点断开KM1和KT的并联支路,使KM1和KT失电。这样,KT失电后其延时闭合的常开触点断开,不会影响到KM2继续得电工作。
但是,在实际操作这种电路时,有时候KM2触点动作一下又恢复常态,也就是KM2锁不住。分析发生这种现象的原因,是由于电路存在“竞争”问题,也就是KM2通电后,其常闭触点先于常开触点断开,当KM2常闭触点断开后,KT也因此掉电,KT的常开触点立即断开,而此时KM2常开自锁触点还未闭合,导致KM2自锁失败。所以在进行理论分析和设计时,就必须考虑线路中是否有“竞争”问题的存在。一般说来,如果线路中某一触点闭合或打开后,会引起2个或2个以上的电器同时动作或者连续动作,此时就应该考虑到可能会有竞争[1]。此时要对控制电路中的各个触点的动作情况进行细致的分析,判断各个触电的动作次序。另外,如果在通电调试过程中,电路和接线都完全正确,但加电后,却不能按自己的原定设计思路完成既定任务,或者要么能正常工作,要么无法正常工作,充满了偶然性,我们就应该在“电路是否有竞争现象”上去分析解决问题了。
可以通过改进电路,避免“竞争”现象发生。如图l所示的电路,可改进为图2所示电路。改进后,在KT延时完成,KM2得电时,先由 KM2的常开触点使中间继电器KA得电,再由KA的常闭触点断开使KM1、KT失电。这里,KA得电和KM2的自锁都是由KM2的常开触点实现的,KA得电和KM2自锁同时实现,而KA得电后,KT才会失电,这样,就保证在KM2自锁后,KT才失电,从而避免了“竞争”。
3 Y-△起动控制电路
Y-△起动方法简单,价格便宜,因此在轻载启动条件下优先采用[2]。笼型异步电动机采用这种降压起动方式是比较普遍的。这种起动方式能使得电动机的每相绕组所承受的电压是直接起动的1/,电流是直接起动的1/3,比较有效地限制了对电网的冲击,不至于明显影响到周边负载的工作。因此采用该种启动方式,电机运行可靠、操作和维修方便。
但是,如果电路中某些控制电器拒动故障而造成不能实现降压起动,或由于触头间的制约关系而造成触头动作互相竞争,都严重影响Y-△起动控制电路工作的准确性和可靠性。这就要求增强对Y-△起动控制电路原理的认识。
图3是电机拖动教材中常用的Y-△起动控制电路[2]。不考虑触点的动作时间,该控制系统的工作过程如下:按下起动按钮S B 2时,K M 1得电自锁,同时K M 3和K T的线圈得电,电机开始Y起动,时间继电器开始计时,当计时时间到,KT延时闭合的常开触头闭合,K M 2线圈通电并自锁,K M 2常闭触头即刻断开KM3和KT线圈的并联支路,电机于是转入△接法运转。
但是,在做通电试验时,该电路有时能正常工作,有时不能正常工作,我们发现当计时时间到,KT延时闭合的常开触头闭合接通K M 2线圈时,K M 2常闭触头先于K M 2常开触头动作,K M 2常闭触头首先分断K T线圈,使得K T常开触头很快断开,而KM2常开自锁触头还未来得及闭合,造成自锁失败。电动机始终处在Y接法的低压运行状态,如不及时处理,电机绕组有被烧毁的危险。通过上述解决竞争问题的方法,将该电路改为图4的接法,不用KM2常闭触头,KT延时闭合的常开触头闭合,接通K M 2线圈后,一个K M 2常开自锁,另一个K M 2常开触头闭合中间继电器的线圈,之后中间继电器的触点才断开K M 3和K T的并联支路。自锁失败的问题由此得到了解决。
另外,也可以考虑选用可编程控制器(PLC)。如果继电接触控制系统本身较复杂,或者解决“竞争”问题有困难,可以采用可编程控制器(PLC)来代替继电接触控制系统。P L C中都是一些软继电器和软结点,其响应速度很快。因此,用PLC来解决“竞争”问题,是非常有效的。不过,此时要考虑的问题是,如果控制系统本身较复杂而成本也相对较高,那么用PLC实现控制与用继电接触控制系统实现控制成本相差不大,此时P L C解决了“竞争”问题,同时也改善了系统的控制性能,提高系统的可靠性、通用性和灵活性等。反之,如果所采用的控制系统简单,采用P L C实现控制会使成本大大增加。
4 结束语
在Y-△起动控制电路中,如果线路设计不合理或不完善,会降低控制电路工作的准确性和可靠性。我们可以通过改变线路的结构、触点性能以及增加延时触头等来改变各个触头间的约束关系,提高控制电路的准确性和可靠性[3]。本人在学生的电工职业技能培训中对上述电路进行了通电试验,接触器和继电器还是以前的元器件,得到的结果是:在电器元件工作正常的情况下,如果不接中间继电器,自锁成功的可能性较为低下;而接了中间继电器后,KM2自锁成功的可能性几乎达1 0 0%。
总之,进行继电接触控制电路的设计和分析,要充分考虑电路中的“竞争”问题,在电路加以运行过程中,出现系统不稳定,就应从设计的电路入手,检查系统中是否有“竞争”隐患,并想办法加以排除,以提高系统的可靠性。
摘要：本文通过典型的“竞争”电路实例,分析了电机拖动教材中比较常见的Y-△起动控制电路工作的可靠性,并提出提高其可靠性的方法。
关键词：竞争,电动机,Y-△起动,继电接触控制电路
参考文献
[1]王伟.继电接触控制系统中的“竞争”现象.南通职业大学学报,2001(4).
[2]张勇.电机拖动与控制.北京:机械工业出版社,2004.
燃气阀控制电路原理分析 篇10
对于燃气炉机型而言, 其中的燃气阀的控制在电控安全上有十分重要的作用, 为了避免电控板在出现故障时, 不至于导致燃气阀误动作, 所以需要对燃气阀的驱动电路进行特别的设计, 保证机器的安全运行, 保证客户的使用安全。现通过分析不同的控制电路和控制方式, 选择出安全性能比较高, 容易实现的电路。便于工程师在燃气阀电路设计选型中参考。
2 燃气阀继电器原理图对比分析
2.1 燃气炉50M51-843用控制板燃气炉燃气阀继电器驱动电路
基本原理为:绿色为充电过程, 蓝色为放电过程。如图1中当三极管基极高电平导通后, IC电流包含了电容放电的电流和电源通过R73和R74流过的电流。其电流为IC=36.8/900+34/690/2=138.5m A。持续时间为不大于启动的时间16.7m S, 在正常保持阶段IC脉冲电流为26/900+34/345=128m A, 平均电流为128/2=64m A, 所以需要采用三极管电流IC不小于150m A的三极管来驱动。在三极管的保持过程中频率为0.5khz, 所以充电时间为1ms (继电器的释放时间为5ms) , 此充电时间不会导致继电器断开。E7经过一定时间后充电和放电达到一个平衡状态。这样继电器保持在这个脉冲电压下进行工作。
继电器自检功能表描述:继电器自检过程是继电器吸合放开一次, 检测触头是否正常接通和断开。继电器触头1和触头2常闭, 在自检过程中, 先确认触头3端没有电压信号 (如果有电压信号, 继电器动作会打开燃气阀, 非常危险) , 触头1和触头2端没有电压信号 (由于R65的阻值比R67小的多, 所以芯片检测不到分压信号) , 然后闭合继电器, 这样常闭触头1和2之间断开, 触头2上电压升高, 提供给芯片检测。触头1仍然不会有电压信号。如果继电器的触头电压正常, 继电器断开, 检测过程大约2秒时间。样机在上电过程和在制热模式下均会检测一次。
2.2 燃气炉50A55-843控制板燃气阀继电器的控制电路
图2中C20作用为隔直通交, 会在Q8的基极产生一个交流脉冲信号, 所以CR15二极管必须要增加。同时由于C20的容抗比较大, 所以图中的R115阻值和C20的容量必须要合适, 同时三极管选取的时候尽量选择h FE比较大一些的器件, 图中R115为4.7K, 这部分计算略过。样机上选取的MPSA27参数h FE=10000, 相对来说是比较大。继电器上为34V幅值的脉冲信号, 平均电压为34/2=17V。继电器自检功能同2.1描述。继电器为AZ942H-1A-18DT。
此电路有一个缺陷在于如果继电器驱动的三极管Q8的CE之间击穿, 这样继电器会一直开启。相比上面的设计, 风险比较大一点, 但是由于电路简单实现比较容易。
2.3 PWM驱动电路
如上图所示, 驱动三极管Q1的是PWM脉冲信号, C15把直流脉冲进行整流, 得到一个直流信号。此直流信号再驱动三极管Q2, 让继电器导通。在这里, 信号是由主控芯片提供的方波信号。C15电解电容此时的作用很大, 因为提供的方波频率一定, C15容值的大小需要电路模拟及测试才能确定, 否则, Q2会频繁动作。如果出现软件跑飞等不正常运行的情况, 控制信号变异或没有, 其肯定不能导致三极管Q1的导通的, 继电器也导通不了, 燃气阀也就开不起来。需要说明的是不同的芯片提供的波形不会一样, 所以该电路内的元器件参数是需要根据实际情况选择的。
此电路的优点在于不用考虑继电器吸合电压和启动释放时间, 实现起来比较方便, 不需要启动过程, 缺点在于电路用的器件比较多。但总体来说, 安全效果还是非常高的。
3 总结
