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1、用PLC改造继电器控制线路,项目4,任务1：能耗制动的Y启动控制电路的改造,任务分析：,1、改造规划 保留原有电气控制主电路，所有输入、输出设备不变 2、写出地址表 根据图4-1的控制电路图，列出PLC控制IO口(输入输出)元件地址分配表，设计梯形图及PLC控制IO口(输入输出)接线图，根据梯形图，列出指令表。3、控制要求。,1、掌握PLC改造继电器控制线路的方法2、熟悉PLC继电器设备之间的连接方法3、掌握PLC程序的输入及调试方法,任务目标：,任务1：能耗制动的Y启动控制电路的改造,知识准备一一、梯形图程序设计方法与步骤,梯形图程序设计是指用户编写程序的设计过程，即结合被控制对象的控制要求
2、和现场信号，对照PLC的软元件，画出梯形图，进而写出指令表程序的过程。梯形图程序设计有许多种方法，如：继电器电路转换法、经验设计法、逻辑设计法和顺序控制设计法等。如何从这些方法中掌握程序设计的技巧，这不是一件容易的事，它需要编程人员熟练掌握程序设计的方法，在此基础上积累一定的编程经验，程序设计的技巧就自然形成了，现介绍继电器电路转换法，其他方法将在后面陆续介绍。,继电器电路转换法,继电器电路转换法就是将继电器电路图转换成与原有功能相同的PLC内部的梯形图。这种等效转换是一种简便快捷的编程方法。其主要优点在于：原继电控制系统经过长期使用和考验，已经被证明能完成系统要求的控制功能；继电器电路图与P
3、LC的梯形图在表示方法和分析方法上有很多相似之处，因此根据继电器电路图来设计梯形图简便快捷；另外，这种设计方法一般不需要改动控制面板，保持了原有系统的外部特性，操作人员不用改变长期形成的操作习惯。缺点是：用转换法设计梯形图的前提是必须有继电器控制电路图，因此，对于没有继电器控制电路图的控制系统，就无法使用这种方法。,继电器电路转换法设计的一般步骤(1)根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理，熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况。(2)确定PLC的输入信号和输出信号，画出PLC的外部接线示意图。继电器电路图中的按钮开关、限位开关、接近开关、控制开关和各种传感器信号等的触点接在PLC的输入
4、端，用PLC的输入继电器替代，用来给PLC提供控制命令和反馈信号。交流接触器和电磁阀等执行机构的硬件线圈接在PLC的输出端，用PLC的输出继电器来替代，确定输入继电器和输出继电器的元件号，画出PLC的外部接线图。(3)确定PLC梯形图中的辅助继电器(M)和定时器(T)和计数器（C）的元件号。继电器电路图中的中间继电器、时间继电器和计数器的功能用PLC内部的辅助继电器(M)、定时器(T)和计数器（C）来替代，并确定其对应关系。(4)根据上述对应关系画出PLC的梯形图。前面已建立了继电器电路图中的硬件元件和PLC梯形图中的软元件之间的对应关系，现可将继电器电路图转换成对应的PLC梯形图。(5)根据
5、梯形图编程的基本规则，进一步优化梯形图,示范案例,将图4-2的三相异步电动机正反转控制的继电器电路图转换为功能相同的PLC外部接线图和梯形图。,（1）分析控制系统的工作原理。参考前面的内容。（2）确定输入/输出信号。根据三相异步电动机正反转控制的要求，要求按正转按钮SB2电机正转，按反转按钮SB3电机反转，为了防止主电路电源短路，正反转切换时，必须先按下停止按钮SB1后再启动。可得三相异步电动机正反转PLC控制系统的I0端口地址分配表如表4-1所示。,任务分析：,（3）画出外部接线示意图，如图4-3所示。,（4）画出直接转换后的梯形图，如图4-4所示。,（5）对直接转换后的梯形图进行优化，如图
6、4-5所示。,4、设计注意事项 用继电器电路转换法设计梯形图时应注意以下问题：(1)应遵守梯形图语言中的语法规定 例如在继电器电路图中，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，线圈和输出类指令(如RST、SET和应用指令等)必须放在梯形图的最右边。(2)设置中间单元 在梯形图中，若多个线圈都受某一触点(或触点的串并联电路)的控制，在梯形图中可设置用该触点(或电路)控制的辅助继电器简化电路，也可用主控指令简化电路。(3)分离交织在一起的电路 在继电器电路中，为了减少使用的器件和少用触点，从而节省硬件成本，各个线圈的控制电路往往互相关联，交织在一起。设计梯形图时以线圈为单位，
7、分别考虑继电器电路图中每个线圈受到哪些触点和电路的控制，然后画出相应的等效梯形图。,(4)时间继电器瞬动触点的处理 时间继电器除了有延时动作的触点外，还有在线圈通电或断电时马上动作的瞬动触点。对于有瞬动触点的时间继电器，可以在梯形图中对应的定时器的线圈两端并联辅助继电器的线圈，用辅助继电器的触点来代替时间继电器的瞬动触点。(5)断电延时的时间继电器的处理FX系列PLC没有相同功能的定时器，但是，可以用通电延时的定时器来实现断电延时功能。(6)常闭触点提供的输入信号的处理 设计输入电路时，应尽量采用常开触点，以便梯形图中对应触点的常开常闭类型与继电器电路图中的相同。如果只能使用常闭触点，则梯形图
8、中对应触点的常开常闭类型应与继电器电路图中的相反。,对于热继电器的选用也要注意：手动复位还是自动复位，如果是手动复位的可以接在PLC的输出回路，这样可以节约PLC的一个输入点。如果是自动复位的，其常闭触点必须接在PLC的输入端（可以接常开触点或常闭触点），用梯形图来实现电动机的过载保护。例如图4-3中的FR常开触点接在X0端子上，所以，继电器电路图图4-2中的FR常闭触点在梯形图图4-4中对应的是X0的常闭触点；如果将图4-3中的FR常开触点改为常闭触点接在X0端子上，则继电器电路图如图4-2中的FR常闭触点在梯形图图4-4中对应的X0就应为常开触点。因为如果这种热继电器接在PLC的输出回路，
9、电动机停转后，过一段时间因热继电器的热元件冷却，常闭自动恢复闭合而使电动机自动启动运转，可能会造成设备和人身事故。,(7)外部联锁电路的设立 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，虽然在梯形图中已经有了软继电器的互锁触点（X1与X0、Y1与Y0），但在I/O接线图的输出电路中还必须使用KM1、KM2的常闭触点进行硬件互锁。因为PLC软继电器互锁只相差一个扫描周期，而外部硬件接触器触点的断开时间往往大于一个扫描周期，来不及响应，且触点的断开时间一般较闭合时间长。例如Y0虽然断开，可能KM1的触点还未断开，在没有外部硬件互锁的情况下，KM2的触点可能接通，引起主电路短路，因此必
10、须采用软硬件双重互锁。采用了双重互锁，同时也避免因接触器KM1或KM2的主触点熔焊引起电动机主电路短路。(8)梯形图电路的优化 为了减少指令表的指令条数，在串联电路中，单个触点应放在电路块的右边，在并联电路中，单个触点应放在电路块的下面。,(9)尽量减少PLC的输入和输出信号 PLC的价格与IO点数有关，减少IO信号的点数是降低硬件费用的主要措施。例如某些器件的触点如果在继电器电路图中只出现一次，并且与PLC输出端的负载串联(如具有手动复位功能的热继电器的常闭触点等)，可以将它们放在PLC外部的输出回路，仍与相应的外部负载串联。另外，继电器控制系统中某些相对独立且比较简单的部分，可以用继电器电
11、路控制，这样也可以减少PLC的输入和输出点。(10)外部负载的额定电压 PLC 的继电器输出模块和双向晶闸管输出模块，一般只能驱动额定电压 AC220V 的负载，如果系统原来的交流接触器的线圈电压为380V时，应将线圈换成220V的，或在PLC外部设置中间继电器。,二、用PLC改造继电接触式控制线路的技术要求：1、对那些已成熟的继电器一接触器控制电路的生产机械，在改用PLC控制时，只要把原有的控制电路作适当的改动，使之符合PLC要求的梯形图。2、原来继电器一接触器电路中分开画的交流控制电路和直流执行电路，在PLC梯形图中要合二为一。3、PLC梯形图中，只有输出继电器可以控制外部电路及负载。4、
12、每一逻辑行的条件指令(常闭、常开触点，其数目不限，但是每一个触点都要占用一个指令字，而指令字越多，需要的PLC的内存空间越大。5、每一个相同的条件指令可以使用无数次，而不像继电器控制只有有限的触点可供使用。6、接通外部元器件的输出指令的地址号(输出继电器)，也可以做为条件指令使用。7、一些简单、独立的控制电路(如机床中冷却泵电动机的控制电路，可以不进人PLC程序控制。,8、程序的输入和调试（1）程序输入时，将编程器放在编程状态，了解便携式编程器的使用，依据设计的浯句表指令逐条输入，完毕后逐条校对。（2）把控制电路各个电气元器件的线圈负载去掉，将编程器放置在运行状态，按照设计的流程图的要求进行模拟调试。模拟调试时，观察输出指示灯的点亮顺序是否与流程图要求的动作一致，如果不一致，可以修改程序，直到输出指示灯的点亮顺序与流程图要求的动作一致。（3）把全部控制电路各个电气元器件的线圈负载接上，将编程器放置在运行状态，按照动作要求进行调试，使各种电气元器件的动作符合动作要求的功能。总之，应用PLC设计控制系统,包括硬件设计和应用控制软件设计两大部分，其中硬件设计上要求选型设计和外围电路的常规设计；应用软件设计则是依据控制要求和PLC指令系统来进行的。,
