安全控制电路

关键词： 燃气

安全控制电路（精选九篇）

安全控制电路 篇1

1 燃气阀控制原理分析及改进

在燃气热水器中, 结构上与燃气阀相关的部件主要是点火器和火焰探测器, 电路上与燃气阀控制电路相关的则有燃气阀驱动电路、点火控制电路和火焰信号反馈电路。图1为燃气阀及相关部件的控制原理, 我们可以看出燃气阀及相关部件的整个工作过程。MCU首先驱动点火器工作产生脉冲火花, 随后驱动燃气阀打开;当点着火之后火焰探测器探测到火焰信号并反馈给MCU, 点火器即停止工作;当火焰信号出现异常时, MCU随即发出信号关闭燃气阀。

在此过程中, 为了防止爆燃, 点火器工作必须在燃气阀打开之前进行;当火焰信号异常时, 必须马上关闭燃气阀。由于点火和开阀的逻辑控制、火焰信号的检测判断和气阀的关闭都依赖于MCU的处理, 所以, 就使得MCU成为整个环节的唯一保障。当MCU受到强烈电磁干扰或者本身出现故障时, 其发出的指令将处于无序状态, 为弥补这一缺陷, 我们需要对控制电路加以改进。图2为改进后的控制原理图, 将燃气阀驱动电路分解为驱动电路和电源控制电路, 同时将点火电路、火焰信号反馈电路与燃气阀电源控制电路关联, 其中电源控制电路必须在MCU和点火控制电路/火焰信号反馈电路的同时作用下, 才能正常工作。

2 电路设计

改进后的电路原理如图3所示, PA1, PA2和PA3为MCU的信号输出引脚, PB1为信号输入引脚;部件1, 2, 3分别代表燃气阀、点火器和火焰探测器;电路4, 5, 6, 7分别表示电磁阀驱动电路、电源控制电路、点火控制电路、火焰信号反馈电路。其中, 火焰信号反馈电路是常见的火焰信号处理电路, 由DC-AC振荡电路产生振荡信号, 利用燃气火焰的单向导电性, 信号经过其他元件处理, 使得比较器U1的输出端得到不同的电平。无火焰时, 输出低电平;有火焰时, 输出高电平, 其识别火焰信号的原理本文不作详细介绍。

3 工作原理说明

点火前, 由于没有火焰, 火焰信号反馈电路输出低电平信号, 所以MCU的PB1引脚和燃气阀电源控制电路中三极管Q4的基极得到低电平, 三极管Q4不能导通;同时, MCU的引脚PA1保持输出高电平, 使得三极管Q6导通, 三极管Q7的基极被拉低不能导通, 从而使得继电器断开, 点火器处于关闭状态, 二极管D3处于截至状态;MCU的引脚PA2保持输出高电平, 使得三极管Q2导通, 三极管Q3的基极被拉低, 使得三极管Q4的集电极处于开路状态, 从而使得三极管Q5不被驱动, 燃气阀电源不被导通;MCU的引脚PA3保持输出低电平, 使得三极管Q1不能导通, 燃气阀不被驱动。

点火启动阶段, 首先MCU引脚PA1输出一个低电平, 三极管Q6关闭, 使得三极管Q7导通, 从而驱动继电器X1, 继电器触点A与触点B接通, 点火器电源接通, 开始点火;同时, 由于三极管Q7被导通, 三极管Q5的基极通过电阻R6, 二极管D3得到一个低电平, 三极管Q5导通, 燃气阀得到电源电压。MCU的引脚PA2保持输出一个高电平, 三极管Q1被导通, 从而驱动燃气阀开始工作, 接通气路。当点着火之后, 火焰信号反馈电路的输出端输出一个高电平, MCU引脚PB1、电源控制电路中的三极管Q4的基极得到一个高电平, 同时, MCU的引脚PA2输出一个低电平, 三极管Q2关闭, 三极管Q3导通, 三极管Q4的集电极得到一个低电平, 所以三极管Q4被导通, 三极管Q4的发射极得到低电平;此时, MCU的引脚PA1输出高电平, 三极管Q6导通, 三极管Q7断开, 点火器停止工作, 二极管D3截至, 改为由火焰信号反馈电路输出的信号驱动三极管Q4来维持燃气阀电源的导通。

当意外熄火时, 火焰信号消失, 火焰信号反馈电路的输出端输出低电平, 从而关闭三极管Q4, 进而关闭三极管Q5, 切断燃气阀电源, 达到安全关闭的目的;同时, MCU的引脚PB1得到低电平熄火信号, 从而可以关闭燃气热水器的其他部件。

综上所述, 采用这种控制电路的燃气热水器时, 在点火启动阶段, 只有在点火器开始工作之后, 燃气阀才能被打开;在燃气热水器工作过程中, 一直由火焰信号直接维持燃气阀的电源供应;在意外熄火或火焰信号消失时, 即使MCU失效而不发出关阀信号, 燃气阀也会立刻安全关闭。

4 结束语

通过深入分析燃气阀控制电路, 对控制电路作了设计改进。驱动电路的关联设计使得燃气阀无论是在点火启动阶段、工作过程中还是异常状态中, 都能始终处于安全可控状态。此外, 本控制电路可有效防止安全事故的发生, 既满足欧盟EN298标准, 同时也符合新行业标准CJ/T421的相关条款要求。

参考文献

[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.CJ/T 421—2013家用燃气燃烧器具电子控制器[S].北京:中国标准出版社, 2013.

《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？

安全控制电路 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

安全控制电路 篇4

现代液压机逐步向高速、高效、高精、复合等方向发展。在一台高速和复杂的液压机中保证高效生产,安全可靠性是一个必要条件。所以,评价一台液压机的优劣,不仅需要看其功能有多强大,同时也需要关注其安全性能有多高。提高液压机的安全性能,既可以减少生产事故、保护人员和机器安全,提高自身产品附加值,也能够突破西方国家的技术壁垒、增加出口机会。

在液压机安全控制电路中,通常会采用安全继电器来控制安全急停按钮、安全门开关等安全元器件。由于安全继电器的点数和功能不同,在一台液压机的安全控制电路中需要有多个安全继电器一起使用,线路比较复杂,接线繁琐,相互之间不能通讯。OMRON公司生产的G9SP系列安全控制器,不仅点数可选,功能齐全,接线方便,而且可以任意编程,很方便地实现和其他元器件之间进行通讯。与传统的安全继电器相比,在液压机安全电路控制中,G9SP系列安全控制器具有很多优点。

2 G9SP系列安全控制器

G9SP系列安全控制器是最适合中、小规模设备的独立性安全控制器。G9SP系列安全控制器具有以下特点:

(1)利用自由编程实现复杂安全控制。使用配套的软件,可对输入、输出进行定义编程。通过功能块的组合,即使复杂的安全控制也能实现轻松操作。也使用于需要进行部分停止或模式切换的复杂安全控制。

(2)品种丰富,规格齐全,可构成各种各样丰富多彩的系统。可从3种G9SP系列产品中,根据设备的安全控制点数,选择最合适的控制。与标准控制器的连接方法,可从扩展I/O单元或通信选项板中自由选择。特别的,非接触式门开关和安全垫可采用直接连接,无需专用控制器。

(3)使用简单方便的配置器,可以减少设计工时。G9SP配置器不仅能利用功能块进行简便设计,还具有支持条作业的模拟功能,以及支持用自定义功能块的功能。可大幅减少从设计到调试所需的工时。

3 硬件电路和软件编程设计

3.1 G9SP系列安全控制器硬件电路设计

由G9SP系列安全控制器的特点可知,G9SP系列安全控制器可以直接连接各种安全输入设备,使系统的构造变的更加简洁,大大降低了成本,节省了空间。G9SP系列安全控制器在液压机安全电路控制中的硬件接线图如图1所示。

图中,“1”代表两组安全急停按钮的接线;“2”代表两套安全光栅的接线;“3”代表两个安全门开关的接线;“4”代表四块安全踏垫的接线;“5”代表手动复位按钮的接线;“6”代表液压机主电路中控制电机的接触器常闭触点的接线,用来反馈电机的工作情况,以便达到安全控制;“7”代表小型中间安全继电器的接线,通过小型中间安全继电器的常开或常闭触点去控制液压机中的其他关键电路,起到提高液压机的安全系数。

3.2 G9SP系列安全控制器软件编程设计

G9SP系列安全控制器不仅硬件接线简单方便,程序设计也十分简洁。图1中的硬件接线图对应的软件程序如图2和图3所示。

图2中两组安全急停按钮先通过“与(AND)”的逻辑关系进行运算,将“与(AND)”运算结果和复位按钮通过“RESET”功能运算后,将运算结果从安全输出点输出,即接通或断开小型安全中间继电器。

图3中两组安全光幕、两个安全门开关和一组安全踏垫通过“与(AND)”的逻辑关系进行运算,将“与(AND)”运算结果从安全输出点输出,即接通或断开小型安全中间继电器。小型安全中间继电器再去控制其他关键电路。逻辑关系简单明了,编程方便,调试简单。

与传统的安全继电器相比,G9SP系列安全控制器不仅安装方便,硬件接线简单,软件编程简单易懂,模拟调试功能强大,特别是可以根据通讯的要求,通过选择通信附件方便地与其他控制元件进行通信,大大提高了设备的自动化程度。不仅可以应用在液压机安全电路控制中,也可以广泛应用在其他需要安全控制的设备中。

4 结束语

实践证明,G9SP系列安全控制器用于液压机电气安全控制电路中,接线简单,程序易懂,系统便于扩展,有利于进一步进行复杂的安全控制;性价比高,维修方便,实际运行稳定可靠;大大提高了操作员的人身安全系数,深得用户好评。同时,G9SP系列安全控制器广泛应用于各种设备电气安全控制电路中,是将来安全电路控制的一种发展方向。

摘要：介绍了欧姆龙G9SP系列安全控制器在液压机安全电路控制中的应用。G9SP系列安全控制器作为液压机安全电路控制的核心元件,不仅硬件接线简单,软件编程通俗易懂,性价比高,还具有强大的通讯功能,便于设备安全功能扩展,提升了设备的安全系数。

关键词：机械制造自动化,安全控制电路,G9SP,液压机

参考文献

[1]王晓强,戴荣聚,等.安全地毯在冲压生产线中的应用[J].锻压装备与制造技术,2006,41(2):35-36.

[2]闵鹏,祁长洲.压力机光电保护装置的研究[J].锻压装备与制造技术,2012,47(1):9-13.

[3]OMRON公司.欧姆龙安全产品选型手册.2010-11.

[4]OMRON公司.G9SP Series Safety Controller Instructions ReferenceManual.2010-06.

剧场灯光照明控制电路 篇5

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6

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

燃气阀控制电路原理分析 篇7

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

双速油泵控制电路分析 篇8

关键词：油泵控制电路,元件分析,工作过程

1 引言

汽车油泵控制电路是汽车电控系统中重要的组成部分, 主要包括ECU控制的燃油泵控制电路、燃油泵开关控制的燃油泵控制电路、燃油泵继电器控制的燃油泵控制电路等。分析汽车油泵控制电路相关内容的资料也有不少, 但是很少有对汽车油泵控制电路进行由浅入深详细分析的, 都相对比较专业, 不适合初学者学习, 对专业人员的帮助又不大。本文就是从这一点出发, 以双速油泵控制电路为例, 对油泵控制电路进行由浅入深的详细分析。

2 对电路中所有元件进行分析

⑴蓄电池。给双速油泵控制电路供电。⑵EFL和FL。熔断器, 保护双速油泵控制电路。⑶点火开关。IG开关, 全电路通电开关。ST开关, 点火起动开关。⑷空档起动开关。挂空挡和驻车档时, 可以正常起动汽车, 防止挂档起动汽车有危险。⑸EFI主继电器。当ECU对EFI主继电器发出信号, EFI主继电器线圈通电, EFI主继电器开关闭合, 油泵控制电路可以实现后续控制功能。⑹起动器继电器。小电流控制大电流, 起动器继电器线圈通小电流, 起动器继电器开关闭合通大电流, 可以通过大电流控制起动机和油泵。⑺防盗和门锁控制ECU。当防盗开启时, 无法发动汽车。⑻开路继电器。L1和L2中至少有一个线圈通电时, 开路继电器开关闭合, L1和L2都断开时, 开路继电器开关断开。⑼燃油泵继电器。当燃油泵继电器线圈通电时, 燃油泵继电器开关和A端闭合。当燃油泵继电器线圈断电时, 燃油泵继电器开关和B端闭合。⑽发动机ECU。控制发动机工作过程。V1导通时, 开路继电器L2线圈通电, 开路继电器开关闭合, 反之断开。V2控制燃油泵继电器。⑾燃油泵。给汽车燃油系统供油。

3 分析控制电路中各元件之间的工作过程

⑴汽车没有起动时, 曲轴转速传感器没有信号传给ECU, ECU不发出M—REL (EFI主控制信号) 信号, EFI主继电器线圈不通电, 油泵控制电路无法控制燃油泵工作。

⑵汽车点火开关顺时针拨动一次, 汽车部分电路供电, 汽车音响、点烟器等用电器可以工作;汽车点火开关顺时针再拨动一次, 汽车全电路供电, 点火开关中的IG开关导通, 但是因为曲轴转速传感器没有信号传给ECU, 发动机ECU中的V1截止, 开路继电器中的L2线圈不通电, 油泵控制电路无法控制燃油泵工作。

⑶启动发动机, 汽车点火开关顺时针再拨动一次。

1) 保证空档起动开关闭合。

2) 保证防盗和门锁控制ECU电路导通。

3) 点火开关中的ST开关导通, 起动继电器中的线圈通电, 起动继电器中的开关闭合。从而, 使开路继电器中的L1线圈通电, 开路继电器中的开关闭合。

4) 汽车起动机开始工作旋转, 起动机通过飞轮带动发动机曲轴旋转, 曲轴转速传感器将曲轴转速信号传给ECU, ECU发出M—REL信号, EFI主继电器线圈通电, EFI主继电器开关闭合。

5) 起动时, 曲轴转速不快, 发动机ECU中的V2导通, 使燃油泵继电器线圈通电, 燃油泵继电器开关和A端闭合, 根据串联电路分压原理, 可以控制燃油泵低速运转。

6) 燃油泵电路通电。电流从蓄电池正极—主继电器开关—开路继电器开关—燃油泵继电器A端—燃油泵到搭铁形成完整回路。蓄电池给燃油泵供电, 燃油泵开始给燃油供给系统供油。

⑷发动机起动后, 松开点火开关, 点火开关中的ST开关断开, IG开关导通。发动机曲轴继续旋转, 曲轴转速传感器将曲轴转速信号传给ECU, ECU发出M—REL信号, EFI主继电器线圈通电, EFI主继电器开关闭合。

ECU使V1导通, 使开路继电器中的L2线圈通电, 开路继电器中的开关闭合。电流从蓄电池正极—主继电器开关—开路继电器开关—燃油泵继电器—燃油泵到搭铁形成完整回路。蓄电池给燃油泵供电, 燃油泵开始给燃油供给系统供油, 实现燃油泵双速控制。

⑸发动机熄火。1) 断开点火开关中的IG开关, 点火开关传感器将信号传给ECU, ECU控制喷油器停止喷油。电阻R、电容C和线圈L2构成震荡电路, 持续给线圈L2供电3~5秒, 使油泵控制电路在喷油器停止供油后, 额外给燃油供给系统提供3~5秒的燃油供给, 保证燃油供给系统中的油压。2) 曲轴转速逐渐下降到0转/分, 曲轴转速传感器没有信号传给ECU, ECU不发出M—REL (EFI主控制信号) 信号, EFI主继电器线圈不通电, EFI主继电器开关断开, 油泵控制电路无法控制燃油泵工作。

4 结束语

本文对双速油泵控制电路的分析方法主要包括两步:第一步对电路中所有元件进行分析。第二步分析控制电路中各元件之间的工作过程。这种方法适用于ECU控制的燃油泵控制电路、燃油泵开关控制的燃油泵控制电路、燃油泵继电器控制的燃油泵控制电路等汽车电控电路的分析, 更适用于初学者由浅入深, 打牢基础。

参考文献

[1]张葵葵.丰田轿车典型燃油泵控制电路的分析与检测[J].汽车电器.2009 (06) .

改进直流润滑油泵电机控制电路 篇9

发电机组的直流润滑油泵电机, 采用沈阳直流电机厂生产的Z2-52型, 电枢绕组串电阻降压启动 (图1) 。转换开关SA切至就地操作时, SA的1、2接通, 按下启动按钮SB3, 直流接触器KM吸合并自保, KM的主触头接通直流电机主回路, 直流电机1ZYB的电枢绕组通过所串电阻R降压启动。2010年9月, 6#发电机组的直流润滑油泵电机因故烧毁, 更换1台杭州先锋调速电机有限公司生产的Z4-52型备用电机。电机由启动状态转为正常运行状态瞬间, 开关跳闸。

2. 故障分析

更换电机前使用500V摇表测电机绝缘为无穷大, 表明电机绝缘合格。观察发现电机启动时, 电刷与换向器之间有较大火花, 故判断跳闸由电刷火花大引起。由于是新件, 可排除电刷压力异常和换向器不良的原因, 怀疑电机在运输装卸过程中因振动造成电刷中性线偏移。采用感应法重新调整中性线位置 (图2) , 当电枢静止时, 将零位在中间的毫伏表接至相邻两组电刷, 在励磁绕组上通过SA接入DC 12V电源。交替开合SA会发现毫伏表指针摆动, 向左或向右移动刷架, 直到开关开合时, 毫伏表指针几乎不动, 此时固定刷架。中性线位置调整好后, 试机时观察火花比调整前小, 但电机由启动状态转到运行状态时仍跳闸。考虑到电机是两个厂家生产且型号不同, 参数和电机启动性能可能存在差异。电机由降压启动转为正常运行时, 转速还未达到额定转速, 当电路转换瞬间, 电流又突然变大 (10~20倍额定电流) , 造成跳闸。

3. 故障处理