繼電器控制電路的PLC改造應(yīng)用

肖明智

摘要：隨著電氣自動控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以可編程序控制器作為電腦程式控制核心與繼電接觸器控制電路相結(jié)合的自動控制電器，因其強大的功能成為現(xiàn)代工業(yè)控制的技術(shù)支柱。教學(xué)中，就如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)好可編程序控制技術(shù)，是電氣專業(yè)教師應(yīng)該直面的問題。本文通過對帶直流能耗制動的繼電控制線路改用PLC來實現(xiàn)控制，闡述了PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計的步驟和常用的編程方法，說明用PLC實現(xiàn)電力拖動線路控制，同一個控制要求會有多種解決思路及方案。

關(guān)鍵詞：繼電器；控制；PLC；程序

TM571.61

可編程序控制器（Programmadie Logic Controller）簡稱PLC，是在繼電控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的以微處理器為核心的通用自動控制裝置，它所展示的靈活的線路設(shè)計方法和強大的功能使其在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。如何利用PLC改造繼電控制電路，并較好地解決設(shè)計、安裝與調(diào)試問題；以延時帶直流能耗制動的Y—△啟動控制電路為例說明改造步驟，如圖1所示：

分析原控制系統(tǒng)原理

1.Y—△啟動運轉(zhuǎn)

先合上電源開關(guān)QS，按下啟動按鈕SB2，KM1線圈得電，電動機(jī)M的定子繞組接成Y形降壓啟動。同時KT線圈也得電，延時后電動機(jī)M定子繞組接成△形全壓運行，KM2聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)鄬M3聯(lián)鎖，且使KT線圈失電，KT延時觸頭復(fù)位。

2.能耗制動停轉(zhuǎn)

按下停止按鈕SB1，SB1常閉觸頭先分?jǐn)啵妱訖C(jī)M暫失電并慣性運轉(zhuǎn)，KM1，KM2聯(lián)鎖觸頭復(fù)位。SB1常開觸頭后閉合，KM4線圈得電，其聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)鄬M1聯(lián)鎖，主觸頭閉合接入直流電，M定子繞組接成Y形能耗制動。當(dāng)M停轉(zhuǎn)后，松開停止按鈕SB1，KM4、KM3線圈先后失電，各觸頭復(fù)位，能耗制動結(jié)束。

一、 設(shè)計保證原電路正常運行的PLC控制程序

下面以三菱FX2N―48MR型PLC為例，說明如何設(shè)計改造后的控制程序。

1.I/O接口分配如下表所示。（表1）

2.PLC的I/O口接線圖如圖2。

3.工作過程的分析

根據(jù)工作原理分析整個動作過程分四個狀態(tài)：Y形啟動，△形運行，制動，停止。每個狀態(tài)所動作的元件如表（表2）

動作流程：按下啟動按鈕→ Y形啟動，KM1、KM3（Y3、Y2）得電→ 一定時間后（3秒）→△形運行，KM1、KM2（Y3、Y1）得電。

按下停止按鈕→ KM1、KM2（Y3、Y1）失電，到KM4、KM3（Y0、Y2）得電，電動機(jī)接入直流電進(jìn)行制動→松開停止按鈕→ KM4、KM3（Y0、Y2）失電，所有觸頭復(fù)位，停止。

4.設(shè)計梯形圖

可采用經(jīng)驗法，即根據(jù)控制要求，憑平時積累的經(jīng)驗，利用一些典型的基本控制原理、條件要求和邏輯關(guān)系來完成程序設(shè)計。梯形圖如圖3所示。

也可用順序控制設(shè)計法，按步進(jìn)控制來設(shè)計程序。首先將生產(chǎn)過程分解成若干個步驟，每一步都對應(yīng)控制過程中的一個控制任務(wù)，都應(yīng)有完成相應(yīng)控制任務(wù)的輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)移到下一工步的轉(zhuǎn)移條件。根據(jù)控制要求，首先繪制用狀態(tài)來描述控制的狀態(tài)流程圖（如圖4所示）然后把狀態(tài)流程圖轉(zhuǎn)換成梯形圖（如圖5所示）。采用步進(jìn)指令編程大大提高工作效率，并給調(diào)試、修改程序帶來很大的方便。

采用功能指令編程，根據(jù)控制要求，將輸出動作的狀態(tài)變?yōu)槌?shù)即將輸出控制的開關(guān)狀態(tài)接通為1，斷開為0。系統(tǒng)運行每個狀態(tài)的開關(guān)信號看成二進(jìn)制數(shù)，再把二進(jìn)數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制常數(shù)，使用功能指令把常數(shù)傳送到輸出端顯示出來。先將輸出每個狀態(tài)的動作順序變常數(shù)如下表：（表3）

從上表得到電動機(jī)在Y形狀態(tài)運行是1100，轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)是12； △形狀態(tài)運行是1010， 轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)是10；停止?fàn)顟B(tài)輸出是0101；轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)是5；按以上分析設(shè)計梯形圖如下（圖6）

5.安裝與調(diào)試

設(shè)計元件布置圖如圖7，接線時，要分清楚接線端子“N”端（零線）和“接地”端。為了有效地減少干擾，應(yīng)給PLC專用接地線，接地點應(yīng)與電動機(jī)接地點分開，若做不到這一點，也必須將PLC與電動機(jī)公共接地，禁止與電動機(jī)串聯(lián)接地，可先裝主線路導(dǎo)線，用2.5mm2的塑料軟銅線；再裝PLC輸出線路，用1.5mm2的塑料軟銅線；最后裝PLC輸入線路，用0.75mm2的塑料軟銅線。

調(diào)試程序時，應(yīng)先不接負(fù)載（電動機(jī)M），當(dāng)程序運行正常后，再接上負(fù)載通電試車，直至系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)。

結(jié)束語：

利用PLC實現(xiàn)繼電器控制的關(guān)健就是：程序設(shè)計，也是最難的問題；掌握好PLC編程方法，了解系統(tǒng)工作過程及控制要求，難題容易解決。隨著大規(guī)模微電子技術(shù)的飛速發(fā)展及智能化技術(shù)的不斷應(yīng)用，PLC控制的發(fā)展前景必定越來越廣闊。作為電氣專業(yè)教師，在教學(xué)過程中要善于把有關(guān)知識進(jìn)行必要的聯(lián)系，努力培養(yǎng)學(xué)生對電路的理解能力、感悟能力、跨越式思維能力和靈活解決問題的技巧，使教與學(xué)都能適應(yīng)社會發(fā)展和科技進(jìn)步的需要。

參考文獻(xiàn)：《可編程控制器及其應(yīng)用》 中國勞動社會保障出版社，2008