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1、继电器电路图与PLC梯形图的转换摘要：介绍了继电器电路转换为三菱FX1s系列PLC梯形图的步骤、思路和方法，并介绍了我厂氧化矿一栋3号皮带除铁小车由继电器电路改为三菱FX1s PLC控制的实例。关键词：继器电路图 PLC梯形图 转换方法 一、 前言可编程控制器是在机电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用自动控制装置，是电子技术、计算机技术与继电逻辑自动控制系统相结合的产物。它以其可靠性高、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功能、易于与计算机借口、能对模拟量进行控制、具备高速计数与等优越性能，正在日益取代由大量中间继电器、时间继电器、计数继电器等组成的传统继电器-
2、接触器控制系统，在生产自动化、机器制造自动化、矿业化工等工业领域得到广泛应用。但PLC应用于我厂的历史并不长，很多经验方法仍处在摸索阶段。厂内一些流程由于仍采用传统的继电器联锁控制，由于控制线路复杂、故障率高、难以维护等缺点，对于这些流程的改造势在必行。二、继电器控制电路由交流接触器、中间继电器、时间继电器、主令控制器等电气原件组成的，按一定的时间、顺序来实现对拖动设备控制的电气电路。其优点是价格经济、能对单一设备实现精确控制。但对于一些有时序、顺序控制的设备来说其控制线路较为复杂，并且容易受到环境条件影响。其次，由于它的控制线路较为复杂，各电器元件间容易产生连锁故障。三、PLC 逻辑控制电路
3、梯形图是通过连线把PLC指令的梯形图符号连接在一起的连通图，用以表达所使用的PLC指令及其前后顺序，它与电气原理图很相似。它的连线有两种：一为母线，另一为内部横竖线。内部横竖线把一个个梯形图符号指令连成一个指令组，这个指令组一般总是从装载（LD）指令开始，必要时再继以若干个输入指令（含LD指令），以建立逻辑条件。最后为输出类指令，实现输出控制，或为数据控制、流程控制、通讯处理、监控工作等指令，以进行相应的工作。是用来表达PLC指令语句的一种逻辑电路图。PLC以其卓越的优势广泛应用于社会各个行业，其优点如下：1、PLC不需要大量的活动元件和连线电子元件。它的连线大大减少。与此同时，系统的维修简单
4、，维修时间短。PLC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计。2、PLC有较高的易操作性。它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不容易发生操作的错误。3、PLC采用的编程语言有梯形图、功能表图和语句描述编程语言。编程方法的多样性使编程简单、应用而扩展。四、根据继电器电路图设计梯形图可以根据继电器电路图来设计梯形图，即将继电器电路图“翻译”为具有相同功能的PLC的外部硬件接线图和梯形图，使用这种设计方法时应注意梯形图是PLC的程序，是一种软件，而继电器是由硬件元件组成的，梯形图和继电器电路有着本质区别。将继电器电路图转换为功能相同的PLC的外部接线图和梯形图的步骤如下：1、了解和熟悉被控设备
5、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，这样才能做到在设计和调试控制系统时心中有数。2、画出控制系统控制流程图。控制系统流程图能够直观、简洁的表示出整个系统各个控制节点的控制要求。确定被控系统必须完成的动作及完成这些动作的顺序，画出工艺流程图和动作顺序表。这种方式容易构思，是一种常用的程序表达式。3、归纳输入和输出节点。确定与继电器电路图的中间继电器、时间继电器对应的梯形图中的辅助继电器M和定时器T的元件号。对于PLC而言，必须了解哪些是输入量，用什么传感器来反映和传送输入信号；必须了解哪些是输入被控量，用什么执行元件或设备接收PLC送出的信号。4、列出I/O
6、分配表。确定PLC的输入信号和输出负载，画出PLC的外部接线图。对输入和输出节点做出分配，列出I/O分配表。画出系统接线图。5、根据上述对应关系画出梯形图。五、根据继电器电路图设计梯形图的注意事项1、设计梯形图的基本原则。设计梯形图时，应力求电路结构清晰，易于理解。梯形图是一种软件，是PLC程序，编程时如果多用一些梯形图中的辅助元件（如M、T、C）和触点，不会增加硬件成本，对系统的运行速度几乎没有影响，唯一的代价是输入程序时要花费一些时间。2、中间单元的设置。在梯形图中，若多个线圈都受某一触点串并联电路的复杂电路的控制，为了简化电路，在梯形图中可以设置用该电路控制的辅助继电器。3、复杂电路的等
7、效。设计梯形图时以线圈为单位，用叠加法考虑继电器电路图中每个线圈分别受到哪些触点和电路的控制，然后将控制同一线圈的各条电路并联起来，从而画出等效的梯形图电路。4、尽量减少PLC的输入信号和输出信号。PLC的价格与I/O点数有关，减少输入/输出信号的点数是降低硬件费用的主要措施。一般只需要同一输入器件的一个常开触点或常闭触点给PLC提供输入信号，在梯形图中，可以多次使用同一输入继电器的常开触点和常闭触点。5、软件互锁与硬件互锁。除了在梯形图中设置对应的软件互锁外，还必须在PLC的输出回路设置硬件互锁。6、梯形图电路的优化设计。7、热继电器触点的处理。若是手动复位的热继电器的常闭触点，可以不需要占
8、用PLC的一个输入点，直接与接触器的线圈串联；若是自动复位的热继电器的常闭触点，必须占用PLC的一个输入点，通过梯形图软件实现电动机的过载保护，以防过载保护后电动机自动重新运转。六、继电器电路改为三菱FX1S-20MR系列微型可编程控制器PLC我厂氧化矿一栋3#皮带除铁小车以前是用的是继电器控制电路，由于故障率高、难以维护等缺点，今年4月维修车间对该除铁小车控制回路进行了改造。下图1为该除铁小车的继电器逻辑电路图，从图中可看出，由于需要实现的控制较为复杂，继电器的互锁较为繁复，维护和维修难度也相应增大。将以上继电器电路更改为PLC梯形图：1、搞清楚控制思路及控制目的。图2 除铁小车的工艺过程示
9、意图（1）综合图1、图2可看出该除铁小车有手动和自动两种状态。（2）自动状态下，系统上电，除铁小车自检是否在工作位，在工作位连续工作30分钟后，小车自动返回弃铁位，在弃铁位处反向励磁工作，停留10秒钟后，小车自动返回工作位。如此循环。（3）手动状态下，除铁小车可以在弃铁位与工作位之间对除铁小车的工作状态进行操作。2、画出控制系统控制流程图。根据系统的控制要求，除铁小车的控制系统控制流程如图3，从图中可看出，控制流程是一个简单的循环控制。由于有手动和自动两种状态，我们需要加入2个辅助继电器M0和M1，以及用于及时循环的定时器T0和T1。这和现电气电路相比较，就省去了2只中间继电器和2只时间继电器
10、，使主控制回路得到了简化。图3 控制系统控制流程图3、I/O分配表及系统接线图输入输出SB1-X1自动状态启动KM1-Y1主励磁SB2-X2手动状态启动KM2-Y2正向励磁SB3-X3小车手动移出KM3-Y3反向励磁SB4-X4小车手动返回KM4-Y4小车移出SA-X5状态转换开关KM5-Y5小车返回SQ1-X6东边行程开关KA-Y6上电中继SQ2-X7西边行程开关表1由于该控制流程输入和输出都比较少，所以我们选用的是三菱FX1S-20MR系列微型可编程控制器PLC。图4 系统接线图4、根据上述关系画出PLC梯形图（如图5）。图5 PLC梯形图将该梯形图转换为指令语句输入控制器PLC,上电试运行,达到预期效果。通过不断调试后,满足了现场生产需要。经过两个多月的运行效果来看，由于引入微型控制器PLC，线路节点得到减少，持续运行控制比较平稳，没有故障维修记录。七、结束语可编程控制器以其强大的功能和持续可靠的运行，逐步应用于我厂的陶瓷过滤机、联锁运输皮带以及启动程序复杂的各类设备，在简化控制线路，维护量日益下降的同时，给我厂带来了可观的经济效益。只有掌握PLC的运行工作原理、程序编写及其应用拓展，才能将其转化为生产力。综合现场总线技术，传感器技术，远程通信及可编程控制器等技术，才是构建工业自动化的基本条件。只有努力学习这些知识，才能适应日新月异科技发展。11