Multisim仿真功能在繼電器控制電路設(shè)計(jì)中的相關(guān)應(yīng)用.docx

Multisim仿真功能在繼電器控制電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用Multisim軟件是由美國(guó)國(guó)家儀器公司（NI）下屬的Electronics Workbench Group開發(fā)的交互式SPICE仿真和電路分析軟件，其 Multisim10.1 版本于2008年初推出的最新版。該軟件提供了一個(gè)非常大的元器件數(shù)據(jù)庫(kù)，并提供原理圖輸入接口、全部的數(shù)模Spice仿真功能、VHDL、Verilog設(shè)計(jì)接口與仿真功能、FPGA、CPLD綜合、RF設(shè)計(jì)能力和后處理功能、梯形圖仿真，還可以實(shí)現(xiàn)從原理圖設(shè)計(jì)工具到PCB布線工具包（Ultiboard）的無(wú)縫數(shù)據(jù)傳輸。它提供的簡(jiǎn)單易用的圖形輸入接口可以滿足用戶的設(shè)計(jì)需求。這個(gè)平臺(tái)將虛擬儀器技術(shù)的靈活性擴(kuò)展到了電子設(shè)計(jì)者的工作臺(tái)上，彌補(bǔ)了測(cè)試與設(shè)計(jì)功能之間的缺口。Multisim10.1提供了24種以上虛擬儀器，這些虛擬儀器與現(xiàn)實(shí)中所使用的儀器一樣，人們可以直接通過(guò)虛擬儀器觀察電路的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，虛擬儀器還充分利用了計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)速度快的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，并產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)果。Multisim 10.1包括新增和改善的數(shù)據(jù)庫(kù)。 其中包括來(lái)自領(lǐng)先制造商美國(guó)AD和德州儀器公司的大約300多個(gè)新元器件，這些元件包括運(yùn)算放大器、比較器、模擬開關(guān)和電壓參考組件；500多個(gè)更新的組件；以及最新的通用電力仿真部件，這些部件包括Buck、 Boost、 Buck-Boost、和 PWM控制器。Multisim10.1 教育版下載網(wǎng)址（試用30天）：/webpage/datum/200807/2008071814363100001.htm要求設(shè)計(jì)一種繼電器控制電路，在一段時(shí)間間隔段內(nèi)最多只能計(jì)兩次數(shù)的累計(jì)裝置。具體要求是：線路上電后延時(shí)2分鐘才能開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)2次后不能再計(jì)數(shù)，再過(guò)1分半種后電路復(fù)位，重新開始進(jìn)入可計(jì)數(shù)狀態(tài)。1 實(shí)現(xiàn)線路根據(jù)要求，設(shè)計(jì)電路如圖1所示。該電路的工作過(guò)程如下：時(shí)間繼電器KT1用作上點(diǎn)延時(shí)，使得上電后需要等一段時(shí)間（約一分半種）才能進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。當(dāng)限位開關(guān)被打到后，LS-1的常開觸點(diǎn)3-5閉合。繼電器KJ0吸合，接點(diǎn)c4-c6使計(jì)數(shù)器加1；接著繼電器KJ1吸合，其常開觸點(diǎn)11-13閉合，并通過(guò)觸點(diǎn)3-7自保；等到限位開關(guān)恢復(fù)后，其常開接點(diǎn)LS-1斷開，常閉接點(diǎn)LS-2閉合，繼電器KJ2吸合，其觸電15-13通過(guò)時(shí)間繼電器KT2的延時(shí)斷開觸點(diǎn)3-15自保。此時(shí)完成一次計(jì)數(shù)；繼電器J1和J2在吸合狀態(tài)。當(dāng)限位開關(guān)再次被打到后，LS-1的觸點(diǎn)15-17閉合，使繼電器KJ0吸合，其接點(diǎn)c4-c6使計(jì)數(shù)器再加1；還使繼電器KJ3吸合并通過(guò)觸點(diǎn)15-19 自保。KJ3吸合，其常閉觸點(diǎn)7-9斷開，使KJ1釋放；還使繼電器KJ4吸合、KT2得電。KJ4吸合，使常閉觸點(diǎn)c6-c8斷開，斷開計(jì)數(shù)回路；KT2得電后，延時(shí)一段時(shí)間后，其常閉接點(diǎn)3-15斷開，使繼電器KJ2、KJ3、KJ4和KT2釋放，恢復(fù)電路初態(tài)。這樣循環(huán)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)要求的功能。圖1 累計(jì)器原理圖2梯形圖繪制由于仿真時(shí)只需要圖1左邊的線路，所以下面畫的就是這部分的梯形圖。我們先放置梯形圖的起始母線L1和結(jié)束母線L2，再放置繼電器，放置繼電器的觸點(diǎn)，最后連線。在“開始”/“程序”/“National Instruments”/“Circuir Design Suite 10.1”下，鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)“Multisim 10.1”，出現(xiàn)圖2所示工作界面。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖中“放置梯形圖”工具箱，桌面彈出“Selecte a Component（選擇元器件)”對(duì)話框，如圖3所示。在圖3中，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)“Family(家族)”下的“LADDER_RUNGS”，雙擊“Component（元件)”下面的“L1”。對(duì)話框關(guān)閉后，拖動(dòng)鼠標(biāo)把起始母線移至合適位置，點(diǎn)鼠標(biāo)左鍵固定元件位置。同樣操作把結(jié)束母線L2也放置好，如圖4所示。圖2 圖3 圖4 在圖4中，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)“Family(家族)”下的“LADDER_RELAY_COILS”，雙擊“Component（元件)”下面的“RELAY_COIL（繼電器線圈）”。對(duì)話框關(guān)閉后，拖動(dòng)鼠標(biāo)把繼電器線圈移至合適位置，點(diǎn)鼠標(biāo)左鍵固定元件位置。重復(fù)同樣操作把5個(gè)繼電器線圈M1M5放置好，如圖5所示。在圖5中，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)“Family(家族)”下的“LADDER_TIMES”，雙擊“Component（元件)”下面的“TIMER_TON”。對(duì)話框關(guān)閉后，拖動(dòng)鼠標(biāo)把繼電器線圈移至合適位置，點(diǎn)鼠標(biāo)左鍵固定元件位置。重復(fù)同樣操作把2個(gè)時(shí)間繼電器線圈T1和T2放置好。再用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)“Family(家族)”下的“LADDER_CONTACTS”，雙擊“Component（元件)”下面的“RELAY_ CONTACT_NO（常開）”或“RELAY_ CONTACT_NC（常閉）”。對(duì)話框關(guān)閉后，拖動(dòng)鼠標(biāo)把繼電器線圈移至合適位置，點(diǎn)鼠標(biāo)左鍵固定元件位置。重復(fù)同樣操作把繼電器8個(gè)常開觸點(diǎn)和3個(gè)常閉觸點(diǎn)放置好。在圖5中，在“Group”中選擇“Electro_mechanical”， 在“Family(家族)”下的“SENSING_SWITCHES”， 雙擊“Component（元件)”下面的“LIMIT_ NO（常開）”或“LIMIT_ NC（常閉）”。對(duì)話框關(guān)閉后，拖動(dòng)鼠標(biāo)把限位開關(guān)的常開和常閉觸點(diǎn)移至合適位置，點(diǎn)鼠標(biāo)左鍵固定元件位置。全部元器件放置完畢后，點(diǎn)“Selecte a Component（選擇元器件)”對(duì)話框上的“Close”按鈕關(guān)閉。元器件的排列如圖6所示。圖5 圖6 移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)元器件的方法參見前面所述。雙擊元器件修改其屬性，如圖7所示。參照?qǐng)D1將每個(gè)觸點(diǎn)或開關(guān)的控制與其控制源相對(duì)應(yīng)，并將時(shí)間繼電器T1和T2的延時(shí)量分別該為3ms和5ms，以方便觀察。連線完畢后的整個(gè)電路如圖8所示。（a）(b)圖7 圖8 3仿真實(shí)驗(yàn)采用Multisim 10.1進(jìn)行仿真。為了便于觀察，我們將時(shí)間繼電器T1和T2的定時(shí)分別設(shè)定為3ms和5ms；由于軟件中找不到連動(dòng)的限位開關(guān)常開和常閉觸點(diǎn)，我們就用兩個(gè)獨(dú)立開關(guān)J1和J2來(lái)代替，并在仿真中注意其動(dòng)作先后次序。 合上仿真開關(guān)，時(shí)間繼電器T1得電開始計(jì)時(shí)，如圖9(a)所示。延時(shí)時(shí)間到時(shí)間繼電器T1動(dòng)作，如圖9(b)所示。此時(shí)我們可以操作J3和J2，先單擊“A”鍵，再單擊“空格”鍵，再次單擊“空格”鍵，最后單擊“A”鍵，完成J3和J2的一次動(dòng)作。此時(shí)電路狀態(tài)如圖9(c)