PLC使用與繼電器電路圖極為相似的梯形圖語言。如果用PLC改造繼電器控制系統(tǒng)，根據(jù)繼電器電路圖來設(shè)計(jì)梯形圖是一條捷徑。這是因?yàn)樵械睦^電器控制系統(tǒng)經(jīng)過長時(shí)間的使用和考驗(yàn)，已經(jīng)被證明能完成系統(tǒng)要求的控制功能，而繼電器電路圖又與梯形圖有很多相似之處，因此可以將繼電器電路圖“翻譯”成梯形圖，即用PLC的外部硬件接線圖和梯形圖有很多相似之處，繼電器系統(tǒng)的功能。這種設(shè)計(jì)方法一般不需要改動(dòng)控制面板，保持了系統(tǒng)原有的外部特性，操作人員不用改變長期形成的操作習(xí)慣。
1．基本方法
繼電器電路圖是一個(gè)純粹的硬件電路圖。將它改為PLC控制時(shí)，需要用PLC的外部接線圖和梯形圖來等效繼電器電路圖。可以將PLC想象成是一個(gè)控制箱，其外部接線圖描述了這個(gè)控制箱的外部接線，梯形圖是這個(gè)控制箱的內(nèi)部“線路圖”，梯形圖中的輸入位和輸出位是這個(gè)控制箱與外部世界聯(lián)系的“接口繼電器”，這樣就可以用分析繼電器電路圖的方法來分析PLC控制系統(tǒng)。在分析梯形圖時(shí)可以將輸入位的觸點(diǎn)想象成對(duì)應(yīng)的外部輸入器件的觸點(diǎn)，將輸出位的線圈想象成對(duì)應(yīng)的外部負(fù)載的線圈。外部負(fù)載的線圈除了受梯形圖的控制外，也受外部觸點(diǎn)的控制。
將繼電器電路圖轉(zhuǎn)換成為功能相同的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)備的工作原理、工藝過程和機(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。
[2]確定PLC的輸入信號(hào)和輸出負(fù)載。繼電器電路圖中的交流接觸器和電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)如果用PLC的輸出位來控制，它們的線圈在PLC的輸出端。按鈕、操作開關(guān)和行程開關(guān)、接近開關(guān)等提供PLC的數(shù)字量輸入信號(hào)繼電器電路圖中的中間繼電器和時(shí)間繼電器的功能用PLC內(nèi)部的存儲(chǔ)器位和定時(shí)器來完成，它們與PLC的輸入位、輸出位無關(guān)。
[3]選擇PLC的型號(hào)，根據(jù)系統(tǒng)所需要的功能和規(guī)模選擇CPU模塊，電源模塊和數(shù)字量輸入和輸出模塊，對(duì)硬件進(jìn)行組態(tài)，確定輸入、輸出模塊在機(jī)架中的安裝位置和它們的起始地址。
[4]確定PLC各數(shù)字量輸入信號(hào)與輸出負(fù)載對(duì)應(yīng)的輸入位和輸出位的地址，畫出PLC的外部接線圖。各輸入和輸出在梯形圖中的地址取決于它們的模塊的起始地址和模塊中的接線端子號(hào)。
[5]確定與繼電器電路圖中的中間、時(shí)間繼電器對(duì)應(yīng)的梯形圖中的存儲(chǔ)器和定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的地址。
[6]根據(jù)上述的對(duì)應(yīng)關(guān)系畫出梯形圖。
2．注意事項(xiàng)
根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)PLC的外部接線圖和梯形圖時(shí)應(yīng)注意以下問題。
●應(yīng)遵守梯形圖語言中的語法規(guī)定。由于工作原理不同，梯形圖不能照搬繼電器電路中的某些處理方法。例如在繼電器電路中，觸點(diǎn)可以放在線圈的兩側(cè)，但是在梯形圖中，線圈必須放在電路的最右邊。
●適當(dāng)?shù)姆蛛x繼電器電路圖中的某些電路。設(shè)計(jì)繼電器電路圖時(shí)的一個(gè)基本原則是盡量減少圖中使用的觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)，因?yàn)檫@意味著成本的節(jié)約，但是這往往會(huì)使某些線圈的控制電路交織在一起。在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)首要的問題是設(shè)計(jì)的思路要清楚，設(shè)計(jì)出的梯形圖容易閱讀和理解，并不是告別在意是否多用幾個(gè)觸點(diǎn)，因?yàn)檫@不會(huì)增加硬件的成本，只是在輸入程序時(shí)需要多花一點(diǎn)時(shí)間。
●盡量減少PLC的輸入和輸出點(diǎn)。PLC的價(jià)格與I/O點(diǎn)數(shù)有關(guān)，因此輸入、輸出信號(hào)的點(diǎn)數(shù)是降低硬件費(fèi)用的主要措施。在PLC的外部輸入電路中，各輸入端可以接常開點(diǎn)或是常閉點(diǎn)，也可以接觸點(diǎn)組成的串并聯(lián)電路。PLC不能識(shí)別外部電路的結(jié)構(gòu)和觸點(diǎn)類型，只能識(shí)別外部電路的通斷。
●時(shí)間繼電器的處理。時(shí)間繼電器除了有延時(shí)動(dòng)作的觸點(diǎn)外，還有在線圈通電瞬間接通的瞬動(dòng)觸點(diǎn)。在梯形圖中，可以在定時(shí)器的線圈兩端并聯(lián)儲(chǔ)器位的線圈，它的觸點(diǎn)相當(dāng)于定時(shí)器的瞬動(dòng)觸點(diǎn)。
●設(shè)置中間單元。在梯形圖中，若多個(gè)線圈都受某一觸點(diǎn)串并聯(lián)電路的控制。為了簡化電路，在梯形圖中可以設(shè)置中間單元，即用該電路來控制某存儲(chǔ)位，在各線圈的控制電路中使用其常開觸點(diǎn)。這種中間元件類似于繼電器電路中的中間繼電器。
●設(shè)立外部互鎖電路。控制異步電動(dòng)機(jī)正以轉(zhuǎn)的交流接觸器如果同時(shí)動(dòng)作，將會(huì)造成三相電源短路。為了防止出現(xiàn)這樣的事故，應(yīng)在PLC外部設(shè)置硬件互鎖電路。
●外部負(fù)載的額定電壓。PLC雙向晶閘管輸出模塊一般只能驅(qū)動(dòng)額定電壓AC 220V的負(fù)載，如果系統(tǒng)原來的交流接觸器的線圈電壓為380V，應(yīng)換成220V的線圈，或是設(shè)置外部中間繼電器。
