淺談如何根據繼電器的電路圖設計PLC程序的方法

【摘 要】可編程序控制器的產生和發展與繼電器控制系統有很大的關系。在可編程序控制器改造繼電器控制系統中，根據繼電器電路圖來設計梯形圖是一條捷徑。這是因為原有的繼電器控制系統經過箕使用和考驗，已被證明能完成系統要求的控制功能，而繼電器電路圖又與梯形圖有很多相似之處，因此可以將繼電路圖“翻譯”成梯形圖，即用可編程序控制器的外部硬件接線和梯形圖軟件來實現繼電器系統的功能。

【關鍵詞】可編程序控制器 PLC 繼電器控制系統 梯形圖

可編程序控制器的產生和發展與繼電器控制系統有很大的關系。繼電器已有上百年的歷史，它是一種用弱電信號控制強電信號的電磁開頭。在復雜的繼電器控制系統中，故障的查找和排除是非常困難的，可能會花費大量時間，嚴重地影響生產。如果工藝要求發生變化，控制柜內的元件和接線需要作相應的變動，這種改造的工期長、費用高，以至于有的用戶寧愿扔掉舊的控制柜，另外制作一臺新的控制柜。顯然，需要尋求一種新的控制裝置來取代老式的繼電器控制系統，使電氣控制系統的工作更加可靠、更容易維修、更能適應經常變動的工藝條件，這樣的情況下促使可編程序控制器的產生和發展。為了便于工廠的電氣技術人員和電工使用，可編程序控制器使用與繼電器電路圖極為相似的梯形圖語言。

在分析可編程序控制器控制系統的功能時，可以將它想象成一個繼電器控制系統中的控制箱，其外部接線圖描述了這個控制箱的外部接線，梯形圖是這個控制箱的內部“線路圖”，梯形圖中的輸入繼電器和輸出繼電器是這個控制箱與外部世界聯系的“中間繼電器”，這樣就可以用分析繼電器電路圖的方法來分析可編程序控制器控制系統。在分析時可以將梯形圖中輸入繼電器的觸點想像成外部輸入器件的觸點，將輸出繼電器的線圈想象成對應的外部負載的線圈。外部負載的線圈除了受梯形圖的控制外，還可能受外部觸點的控制。

3、根據畫出的標準梯形圖來分析該梯形圖是否滿足實際的工作情況和要求：設電動機正轉運行時按下反轉按鈕SB3，PLC內的常閉觸點使正轉輸出繼電器Y0（KM1）斷開，常開觸點使反轉輸出繼電器Y1（KM2）接通。然而PLC內Y0的斷開和Y1的接通是同時（或幾乎同時）完成的。若PLC外電路無自鎖觸點KM1與KM2，這就會使正轉接觸器斷開，其觸點間電弧未熄滅時，反轉接觸器已接通，可能導致電源相間瞬時短路。為避免這種情況，在PLC外部的正轉和反轉接觸器的常閉觸點組成互鎖電路（如圖二所示），或者在梯形圖編程中，可以用兩個定時器（T1和T2）來實現正轉和反轉切換的延時。

二、設計時的注意事項：

1、應遵守梯形圖語言中的語法規定。在繼電器電路圖中，觸點可以放在線圈的左邊，也可以放在線圈的右邊，但是在梯形圖中，線圈必須放在電路的最右邊。

2、設置中間單元。在梯形圖中，若多個線圈都受某一個觸點串并聯電路的控制，為了簡化電路，在梯形圖中可設置該電路控制的輔助繼電器，它類似于繼電器電路中的中間繼電器。

3、盡量減少可編程序控制器的輸入信號和輸出信號。可編程序控制器的價格與I/O點數有關，每一輸入信號和每一輸出信號分別要占用一個輸入點和一個輸出點，因此減少信號和輸出信號的點數是降低硬件費用的主要措施。與繼電器電路不同，一般只需要同一輸入器件的一個常開觸點給可編程序控制器提供輸入信號，在梯形圖中，可以多次使用同一輸入繼電器的常開觸點和常閉觸點。

4、外部聯鎖電路的設立。為了防止控制正反轉的兩個接觸器同時動作造成三相電源短路，應在可編程序控制器外部設置硬件聯鎖電路。

5、為了減少使用的指令條數，在串聯電路中單個觸點應放在右邊，在并聯電路中單個觸點應放在下面。由于傳統的繼電器——接觸器控制系統的控制電路與PLC的梯形圖有許多相似之處，對傳統老設備的繼電——接觸器控制系統的改造，完全可以把原有的繼電——接觸器控制電路圖“翻譯”成PLC的梯形圖程序。在設計PLC的控制系統時一定要遵守PLC的外部硬件元件的連接和PLC梯形圖程序的設計原則，以及設計時所需要的注意事項。

【參考文獻】

[1]《PLC原理與應用》中國勞動社會保障出版社2006.6

[2]《PLC原理應用與實驗》中國勞動社會保障出版社2002.6

[3]《職業》中國勞動社會保障出版社2009.1