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在设备改造中PLC梯形图的设计方法及注意事项
xiao_xiao1 发表于 2008/12/2 12:15:40 703 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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前 言
PLC是以微机技术为基础发展起来的新一代工业控制装置，目前它已被广泛应用于各个领域。它是把继电器控制的优点与计算机的功能齐全、灵活性、通用性相结合，用计算机编程软件逻辑代替了继电器接线逻辑的一种通用性自动控制设备。
目前，用PLC控制取代继电器控制已是大势所趋。有些继电器控制的系统或设备，经过多年的运行，实践证明其设计是成功的。由于PLC使用了继电器电路图极为相似的梯形图语言，因此，若欲改为PLC控制，可以在原继电器电路图的基础上，经过合理地转换，或者说经适当地“翻译”，从而设计出具有相同功能的PLC控制技术。
1 基本方法
在设计PLC控制系统时，可以将PLC想象成继电器控制系统中的一个控制箱，PLC的外部接线图描述了这个控制箱的外部接线，梯形图是这个控制箱的内部“线路图”，梯形图中的输入继电器和输出继电器是这个控制箱与外部联系的“接口继电器”。
这样就可以用分析继电器电路图的方法来分析PLC控制系统，将继电器电路图转换成功能相同的PLC外接线图和梯形图的方法和步骤如下：
（1）了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理；
（2）将检测元件、控制元件（如行程开关、按钮）合理安排，接入PLC的输入口；
（3）将被控元件（如接触器线圈、继电器线圈）接入PLC的输出口；
（4）将时间继电器用PLC内部的定时器／计数器代替，将中间继电器用PLC内部的辅助继电器代替；
（5）根据上述对应关系画出梯形图。
2 容易出现的问题及解决方法
根据继电器电路图设计PLC的外接线图和梯形图，由于PLC的工作方式和继电器控制系统的工作方式不同，直接翻译有可能存在问题，使PLC运行出错，下面举例说明。
某机床主轴电动机的正反转控制电路，继电器—接触器控制的电气原理图如图1所示，改为PLC控制，其I/O接线图如图2所示。梯形图如图3所示，在安装投用前，调试PLC程序，控制功能正常，但在试机投产时，有时能正常工作，有时在正、反转切换时发生相间短路，其原因是：在梯形图中，PLC是串行工作方式，在正、反转切换时接触器的动作有可能跟不上PLC的控制速度，造成KM1、KM2存在重合时间，如果两接触器的释放时间和吸合时间配合适当，就可以正常工作，否则造成电源短路。又因接触器的释放时间和吸合时间离散性较大，因此，易出现以上现象。解决这一问题的方法，是在梯形图中加延时切换，如图4所示。
3 注意事项
根据继电器电路图设计PLC的外接线路图和梯形图应注意以下问题：
（1）应遵守梯形图的语法规定 在继电器电路图中，触点可以放在线圈的左边，也可以放在线圈的右边，但是在梯形图中，线圈必须放在梯形图的右边；在继电器电路图中，触点可以出现在水平线路上，也可以在垂直线路上，但是在梯形图中，触点只能出现在水平线上，因此要仔细分析原电路图，并对原电路图部分接线进行调整，如图5b所示。对应图5b的电路作I／O分配如图5c所示，对中间继电器用1001代替，时间继电器用TIM00来代替，画出的梯形图如图5d所示。
（2）设置中间单元 在继电器电路中，若多个线圈都受某一触点串并联电路的控制，如图5a中SB2，为了简化电路，在梯形图中设置该电路控制的辅助继电器，如图5d中的1000，它类似于继电器电路中的中间继电器。
（3）在系统设计中应合理使用I／O点 尽可能减少I／O点数，若增加I／O点数，就会增加PLC的价格，因此减少I／O点数，就是降低硬件费用的措施。在继电器电路图中，如果几个输入触点的串并联总是作为一个整体出现，可以将它们只作为PLC的一个输入信号，只占PLC的一个输入点，在继电器的电路图中用继电器常闭触点作为保护元件，只出现过一次，那么，可以将它放在PLC外部的输出回路上，如图2中的热继电器常闭触点FR，以减少PLC的输入点。
（4）外部联锁的设计 为了防止控制正反转的两个接触器同时动作造成三相电源短路，除了在梯形图中设置对应的软件互锁外，如图3的0500和0501的常闭触点，还应在PLC外部设置硬件互锁，如图2的KM1、KM2的常闭触点。
（5）外部负载的额定电压 PLC的继电器输出模块和晶闸管输出模块一般只能驱动AC220 V的负载，如果原继电器系统交流接触器线圈是AC380 V的，应将线圈换成AC220 V的。