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(hào)皮帶除鐵小車由繼電器電路改為三菱fx1s plc控制的實(shí)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(jī)電順序控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的以微處理器為核心的通用自動(dòng)控制裝置，是電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電邏輯自動(dòng)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(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能、易于與計(jì)算機(jī)借口、能對(duì)模擬量進(jìn)行控制、具備高速計(jì)數(shù)與等優(yōu)越性能，正在日益取代由大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)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(dòng)化、機(jī)器制造自動(dòng)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(zhǎng)，很多經(jīng)驗(yàn)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(hù)等缺點(diǎn)，對(duì)于這些流程的改造勢(shì)在必行。二、繼電器控制電路由交流接觸器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、主令控制器等電氣原件組成的，按一定的時(shí)間、順序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)拖動(dòng)設(shè)備控制的電氣電路。其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格經(jīng)濟(jì)、能對(duì)單一設(shè)備實(shí)現(xiàn)精確控制。但對(duì)于一些有時(shí)序、順序控制的設(shè)備來(lái)說(shuō)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 邏輯控制電路

3、梯形圖是通過(guò)連線把plc指令的梯形圖符號(hào)連接在一起的連通圖，用以表達(dá)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(gè)個(gè)梯形圖符號(hào)指令連成一個(gè)指令組，這個(gè)指令組一般總是從裝載（ld）指令開(kāi)始，必要時(shí)再繼以若干個(gè)輸入指令（含ld指令），以建立邏輯條件。最后為輸出類指令，實(shí)現(xiàn)輸出控制，或?yàn)閿?shù)據(jù)控制、流程控制、通訊處理、監(jiān)控工作等指令，以進(jìn)行相應(yīng)的工作。是用來(lái)表達(dá)plc指令語(yǔ)句的一種邏輯電路圖。plc以其卓越的優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)行業(yè)，其優(yōu)點(diǎn)如下：1、plc不需要大量的活動(dòng)元件和連線電子元件。它的連線大大減少。與此同時(shí)，系統(tǒng)的維修簡(jiǎn)單

4、，維修時(shí)間短。plc采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。2、plc有較高的易操作性。它具有編程簡(jiǎn)單，操作方便，維修容易等特點(diǎn)，一般不容易發(fā)生操作的錯(cuò)誤。3、plc采用的編程語(yǔ)言有梯形圖、功能表圖和語(yǔ)句描述編程語(yǔ)言。編程方法的多樣性使編程簡(jiǎn)單、應(yīng)用而擴(kuò)展。四、根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖可以根據(jù)繼電器電路圖來(lái)設(shè)計(jì)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(jì)方法時(shí)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)備

5、的工藝過(guò)程和機(jī)械的動(dòng)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(jì)和調(diào)試控制系統(tǒng)時(shí)心中有數(shù)。2、畫(huà)出控制系統(tǒng)控制流程圖?？刂葡到y(tǒng)流程圖能夠直觀、簡(jiǎn)潔的表示出整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)控制節(jié)點(diǎn)的控制要求。確定被控系統(tǒng)必須完成的動(dòng)作及完成這些動(dòng)作的順序，畫(huà)出工藝流程圖和動(dòng)作順序表。這種方式容易構(gòu)思，是一種常用的程序表達(dá)式。3、歸納輸入和輸出節(jié)點(diǎn)。確定與繼電器電路圖的中間繼電器、時(shí)間繼電器對(duì)應(yīng)的梯形圖中的輔助繼電器m和定時(shí)器t的元件號(hào)。對(duì)于plc而言，必須了解哪些是輸入量，用什么傳感器來(lái)反映和傳送輸入信號(hào)；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(hào)。4、列出i/o

6、分配表。確定plc的輸入信號(hào)和輸出負(fù)載，畫(huà)出plc的外部接線圖。對(duì)輸入和輸出節(jié)點(diǎn)做出分配，列出i/o分配表。畫(huà)出系統(tǒng)接線圖。5、根據(jù)上述對(duì)應(yīng)關(guān)系畫(huà)出梯形圖。五、根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖的注意事項(xiàng)1、設(shè)計(jì)梯形圖的基本原則。設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，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(shí)如果多用一些梯形圖中的輔助元件（如m、t、c）和觸點(diǎn)，不會(huì)增加硬件成本，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行速度幾乎沒(méi)有影響，唯一的代價(jià)是輸入程序時(shí)要花費(fèi)一些時(shí)間。2、中間單元的設(shè)置。在梯形圖中，若多個(gè)線圈都受某一觸點(diǎn)串并聯(lián)電路的復(fù)雜電路的控制，為了簡(jiǎn)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)雜電路的等

7、效。設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)以線圈為單位，用疊加法考慮繼電器電路圖中每個(gè)線圈分別受到哪些觸點(diǎn)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(lái)，從而畫(huà)出等效的梯形圖電路。4、盡量減少plc的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)。plc的價(jià)格與i/o點(diǎn)數(shù)有關(guān)，減少輸入/輸出信號(hào)的點(diǎn)數(shù)是降低硬件費(fèi)用的主要措施。一般只需要同一輸入器件的一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn)給plc提供輸入信號(hào)，在梯形圖中，可以多次使用同一輸入繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)。5、軟件互鎖與硬件互鎖。除了在梯形圖中設(shè)置對(duì)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(jì)。7、熱繼電器觸點(diǎn)的處理。若是手動(dòng)復(fù)位的熱繼電器的常閉觸點(diǎn)，可以不需要占

8、用plc的一個(gè)輸入點(diǎn)，直接與接觸器的線圈串聯(lián)；若是自動(dòng)復(fù)位的熱繼電器的常閉觸點(diǎn)，必須占用plc的一個(gè)輸入點(diǎn)，通過(guò)梯形圖軟件實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)，以防過(guò)載保護(hù)后電動(dòng)機(jī)自動(dòng)重新運(yùn)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(hù)等缺點(diǎn)，今年4月維修車間對(duì)該除鐵小車控制回路進(jìn)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(shí)現(xiàn)的控制較為復(fù)雜，繼電器的互鎖較為繁復(fù)，維護(hù)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(guò)程示

9、意圖（1）綜合圖1、圖2可看出該除鐵小車有手動(dòng)和自動(dòng)兩種狀態(tài)。（2）自動(dòng)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(dòng)返回棄鐵位，在棄鐵位處反向勵(lì)磁工作，停留10秒鐘后，小車自動(dòng)返回工作位。如此循環(huán)。（3）手動(dòng)狀態(tài)下，除鐵小車可以在棄鐵位與工作位之間對(duì)除鐵小車的工作狀態(tài)進(jìn)行操作。2、畫(huà)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(gè)簡(jiǎn)單的循環(huán)控制。由于有手動(dòng)和自動(dòng)兩種狀態(tài)，我們需要加入2個(gè)輔助繼電器m0和m1，以及用于及時(shí)循環(huán)的定時(shí)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(shí)間繼電器

10、，使主控制回路得到了簡(jiǎn)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(dòng)狀態(tài)啟動(dòng)km1-y1主勵(lì)磁sb2-x2手動(dòng)狀態(tài)啟動(dòng)km2-y2正向勵(lì)磁sb3-x3小車手動(dòng)移出km3-y3反向勵(lì)磁sb4-x4小車手動(dòng)返回km4-y4小車移出sa-x5狀態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)km5-y5小車返回sq1-x6東邊行程開(kāi)關(guān)ka-y6上電中繼sq2-x7西邊行程開(kāi)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(huà)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(yǔ)句輸入控制器plc,上電試運(yùn)行,達(dá)到預(yù)期效果。通過(guò)不斷調(diào)試后,滿足了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要。經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的運(yùn)行效果來(lái)看，由于引入微型控制器plc，線路節(jié)點(diǎn)得到減少，持續(xù)運(yùn)行控制比較平穩(wěn)，沒(méi)有故障維修記錄。七、結(jié)束語(yǔ)可編程控制器以其強(qiáng)大的功能和持續(xù)可靠的運(yùn)行，逐步應(yīng)用于我廠的陶瓷過(guò)