繼電器電路圖與PLC梯形圖的轉(zhuǎn)換

1、.繼電器電路圖與PLC梯形圖的轉(zhuǎn)換摘要：介紹了繼電器電路轉(zhuǎn)換為三菱FX1s系列PLC梯形圖的步驟、思路和方法，并介紹了我廠氧化礦一棟3號皮帶除鐵小車由繼電器電路改為三菱FX1s PLC控制的實例。關(guān)鍵詞：繼器電路圖 PLC梯形圖 轉(zhuǎn)換方法 一、 前言可編程控制器是在機電順序控制基礎(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，是電子技術(shù)、計算機技術(shù)與繼電邏輯自動控制系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物。它以其可靠性高、邏輯功能強、體積小、可在線修改控制程序、具有遠程通信聯(lián)網(wǎng)功能、易于與計算機借口、能對模擬量進行控制、具備高速計數(shù)與等優(yōu)越性能，正在日益取代由大量中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)繼電器

2、-接觸器控制系統(tǒng)，在生產(chǎn)自動化、機器制造自動化、礦業(yè)化工等工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但PLC應(yīng)用于我廠的歷史并不長，很多經(jīng)驗方法仍處在摸索階段。廠內(nèi)一些流程由于仍采用傳統(tǒng)的繼電器聯(lián)鎖控制，由于控制線路復(fù)雜、故障率高、難以維護等缺點，對于這些流程的改造勢在必行。二、繼電器控制電路由交流接觸器、中間繼電器、時間繼電器、主令控制器等電氣原件組成的，按一定的時間、順序來實現(xiàn)對拖動設(shè)備控制的電氣電路。其優(yōu)點是價格經(jīng)濟、能對單一設(shè)備實現(xiàn)精確控制。但對于一些有時序、順序控制的設(shè)備來說其控制線路較為復(fù)雜，并且容易受到環(huán)境條件影響。其次，由于它的控制線路較為復(fù)雜，各電器元件間容易產(chǎn)生連鎖故障。三、PLC 邏輯控制電

3、路梯形圖是通過連線把PLC指令的梯形圖符號連接在一起的連通圖，用以表達所使用的PLC指令及其前后順序，它與電氣原理圖很相似。它的連線有兩種：一為母線，另一為內(nèi)部橫豎線。內(nèi)部橫豎線把一個個梯形圖符號指令連成一個指令組，這個指令組一般總是從裝載（LD）指令開始，必要時再繼以若干個輸入指令（含LD指令），以建立邏輯條件。最后為輸出類指令，實現(xiàn)輸出控制，或為數(shù)據(jù)控制、流程控制、通訊處理、監(jiān)控工作等指令，以進行相應(yīng)的工作。是用來表達PLC指令語句的一種邏輯電路圖。PLC以其卓越的優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于社會各個行業(yè)，其優(yōu)點如下：1、PLC不需要大量的活動元件和連線電子元件。它的連線大大減少。與此同時，系統(tǒng)的維修簡

4、單，維修時間短。PLC采用了一系列可靠性設(shè)計的方法進行設(shè)計。2、PLC有較高的易操作性。它具有編程簡單，操作方便，維修容易等特點，一般不容易發(fā)生操作的錯誤。3、PLC采用的編程語言有梯形圖、功能表圖和語句描述編程語言。編程方法的多樣性使編程簡單、應(yīng)用而擴展。四、根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計梯形圖可以根據(jù)繼電器電路圖來設(shè)計梯形圖，即將繼電器電路圖“翻譯”為具有相同功能的PLC的外部硬件接線圖和梯形圖，使用這種設(shè)計方法時應(yīng)注意梯形圖是PLC的程序，是一種軟件，而繼電器是由硬件元件組成的，梯形圖和繼電器電路有著本質(zhì)區(qū)別。將繼電器電路圖轉(zhuǎn)換為功能相同的PLC的外部接線圖和梯形圖的步驟如下：1、了解和熟悉被控設(shè)

5、備的工藝過程和機械的動作情況，根據(jù)繼電器電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理，這樣才能做到在設(shè)計和調(diào)試控制系統(tǒng)時心中有數(shù)。2、畫出控制系統(tǒng)控制流程圖?？刂葡到y(tǒng)流程圖能夠直觀、簡潔的表示出整個系統(tǒng)各個控制節(jié)點的控制要求。確定被控系統(tǒng)必須完成的動作及完成這些動作的順序，畫出工藝流程圖和動作順序表。這種方式容易構(gòu)思，是一種常用的程序表達式。3、歸納輸入和輸出節(jié)點。確定與繼電器電路圖的中間繼電器、時間繼電器對應(yīng)的梯形圖中的輔助繼電器M和定時器T的元件號。對于PLC而言，必須了解哪些是輸入量，用什么傳感器來反映和傳送輸入信號；必須了解哪些是輸入被控量，用什么執(zhí)行元件或設(shè)備接收PLC送出的信號。4、列出I/

6、O分配表。確定PLC的輸入信號和輸出負載，畫出PLC的外部接線圖。對輸入和輸出節(jié)點做出分配，列出I/O分配表。畫出系統(tǒng)接線圖。5、根據(jù)上述對應(yīng)關(guān)系畫出梯形圖。五、根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計梯形圖的注意事項1、設(shè)計梯形圖的基本原則。設(shè)計梯形圖時，應(yīng)力求電路結(jié)構(gòu)清晰，易于理解。梯形圖是一種軟件，是PLC程序，編程時如果多用一些梯形圖中的輔助元件（如M、T、C）和觸點，不會增加硬件成本，對系統(tǒng)的運行速度幾乎沒有影響，唯一的代價是輸入程序時要花費一些時間。2、中間單元的設(shè)置。在梯形圖中，若多個線圈都受某一觸點串并聯(lián)電路的復(fù)雜電路的控制，為了簡化電路，在梯形圖中可以設(shè)置用該電路控制的輔助繼電器。3、復(fù)雜電路的

7、等效。設(shè)計梯形圖時以線圈為單位，用疊加法考慮繼電器電路圖中每個線圈分別受到哪些觸點和電路的控制，然后將控制同一線圈的各條電路并聯(lián)起來，從而畫出等效的梯形圖電路。4、盡量減少PLC的輸入信號和輸出信號。PLC的價格與I/O點數(shù)有關(guān)，減少輸入/輸出信號的點數(shù)是降低硬件費用的主要措施。一般只需要同一輸入器件的一個常開觸點或常閉觸點給PLC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。5、軟件互鎖與硬件互鎖。除了在梯形圖中設(shè)置對應(yīng)的軟件互鎖外，還必須在PLC的輸出回路設(shè)置硬件互鎖。6、梯形圖電路的優(yōu)化設(shè)計。7、熱繼電器觸點的處理。若是手動復(fù)位的熱繼電器的常閉觸點，可以不需要

8、占用PLC的一個輸入點，直接與接觸器的線圈串聯(lián)；若是自動復(fù)位的熱繼電器的常閉觸點，必須占用PLC的一個輸入點，通過梯形圖軟件實現(xiàn)電動機的過載保護，以防過載保護后電動機自動重新運轉(zhuǎn)。六、繼電器電路改為三菱FX1S-20MR系列微型可編程控制器PLC我廠氧化礦一棟3#皮帶除鐵小車以前是用的是繼電器控制電路，由于故障率高、難以維護等缺點，今年4月維修車間對該除鐵小車控制回路進行了改造。下圖1為該除鐵小車的繼電器邏輯電路圖，從圖中可看出，由于需要實現(xiàn)的控制較為復(fù)雜，繼電器的互鎖較為繁復(fù)，維護和維修難度也相應(yīng)增大。將以上繼電器電路更改為PLC梯形圖：1、搞清楚控制思路及控制目的。圖2 除鐵小車的工藝過程

9、示意圖（1）綜合圖1、圖2可看出該除鐵小車有手動和自動兩種狀態(tài)。（2）自動狀態(tài)下，系統(tǒng)上電，除鐵小車自檢是否在工作位，在工作位連續(xù)工作30分鐘后，小車自動返回棄鐵位，在棄鐵位處反向勵磁工作，停留10秒鐘后，小車自動返回工作位。如此循環(huán)。（3）手動狀態(tài)下，除鐵小車可以在棄鐵位與工作位之間對除鐵小車的工作狀態(tài)進行操作。2、畫出控制系統(tǒng)控制流程圖。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，除鐵小車的控制系統(tǒng)控制流程如圖3，從圖中可看出，控制流程是一個簡單的循環(huán)控制。由于有手動和自動兩種狀態(tài)，我們需要加入2個輔助繼電器M0和M1，以及用于及時循環(huán)的定時器T0和T1。這和現(xiàn)電氣電路相比較，就省去了2只中間繼電器和2只時間繼電

10、器，使主控制回路得到了簡化。圖3 控制系統(tǒng)控制流程圖3、I/O分配表及系統(tǒng)接線圖輸入輸出SB1-X1自動狀態(tài)啟動KM1-Y1主勵磁SB2-X2手動狀態(tài)啟動KM2-Y2正向勵磁SB3-X3小車手動移出KM3-Y3反向勵磁SB4-X4小車手動返回KM4-Y4小車移出SA-X5狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)KM5-Y5小車返回SQ1-X6東邊行程開關(guān)KA-Y6上電中繼SQ2-X7西邊行程開關(guān)表1由于該控制流程輸入和輸出都比較少，所以我們選用的是三菱FX1S-20MR系列微型可編程控制器PLC。圖4 系統(tǒng)接線圖4、根據(jù)上述關(guān)系畫出PLC梯形圖（如圖5）。圖5 PLC梯形圖將該梯形圖轉(zhuǎn)換為指令語句輸入控制器PLC,上電試運行,達到預(yù)期效果。通過不斷調(diào)試后,滿足了現(xiàn)場生產(chǎn)需要。經(jīng)過兩個多月的運行效果來看，由于引入微型控制器PLC，線路節(jié)點得到減少，持續(xù)運行控制比較平穩(wěn)，沒有故障維修記錄。七、結(jié)束語可編程控制器以其強大的功能和持續(xù)可靠的運行，逐步應(yīng)用于我廠的陶瓷