PLC梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法是什么

時(shí)間：2023-03-15作者：潯之漫智控技術(shù)(上海)有限公司瀏覽：38

1.起動(dòng)、保持與停止電路

起動(dòng)、保持與停止電路簡(jiǎn)稱(chēng)為起保停電路，在梯形圖中得到了廣泛的應(yīng)用。圖5-1中起動(dòng)按鈕和停止按鈕提供的起動(dòng)信號(hào)10.0和停止信號(hào)10.1為1狀態(tài)的時(shí)間很短。按下起動(dòng)按鈕，I0.0的常開(kāi)觸點(diǎn)和10.1的常閉觸點(diǎn)均接通，Q4.1的線(xiàn)圈“通電”，它的常開(kāi)觸點(diǎn)同時(shí)接通。放開(kāi)起動(dòng)按鈕，00.0的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，“能流”經(jīng)Q4.1和10.1的觸點(diǎn)流過(guò)Q4.1 的線(xiàn)圈，這就是所謂的“自鎖”或“自保持”功能。按下停止按鈕，10.1的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使Q4.1的線(xiàn)圈“斷電”，其常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，以后即使放開(kāi)停止按鈕，I0.1的常閉觸點(diǎn)恢復(fù)接通狀態(tài)，Q4.1的線(xiàn)圈仍然“斷電”。這種功能也可以用圖5-2中的S(置位)指令和R (復(fù)位)指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在實(shí)際電路中，起動(dòng)信號(hào)和停止信號(hào)可能由多個(gè)觸點(diǎn)組成的串、并聯(lián)電路提供。










可以用設(shè)計(jì)繼電器電路圖的方法來(lái)設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單的數(shù)字量控制系統(tǒng)的梯形圖，即在一些典型電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求，不斷地修改和完善梯形圖。有時(shí)需要反復(fù)多次地調(diào)試和修改梯形圖，增加一些中間編程元件和觸點(diǎn)，后才能得到一個(gè)較為滿(mǎn)意的結(jié)果。電工手冊(cè)中常用的繼電器電路圖可以作為設(shè)計(jì)梯形圖的參考電路。

這種方法沒(méi)有普遍的規(guī)律可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，后的結(jié)果不是一的，設(shè)計(jì)所用的時(shí)間、設(shè)計(jì)的質(zhì)量與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有很大的關(guān)系，所以有人把這種設(shè)計(jì)方法叫做經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，它可以用于較簡(jiǎn)單的梯形圖(例如手動(dòng)程序)的設(shè)計(jì)。

2. 小車(chē)控制程序的設(shè)計(jì)

2.7節(jié)給出了三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的主電路、PLC外部接線(xiàn)圖和梯形圖程序。圖5-3是在異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的小車(chē)控制系統(tǒng)的PLC外部接線(xiàn)圖。開(kāi)始時(shí)小車(chē)停在左邊，左限位開(kāi)關(guān)SQ1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。要求按下列順序控制小車(chē)

1)按下右行起動(dòng)按鈕SB2，小車(chē)右行。

2)走到右限位開(kāi)關(guān)SQ2處停止運(yùn)動(dòng)，延時(shí)8s后開(kāi)始左行。

3)回到左限位開(kāi)關(guān)SQ1處時(shí)停止運(yùn)動(dòng)。

圖5-4是小車(chē)控制系統(tǒng)的梯形圖程序。下面詳細(xì)介紹硬件、軟件設(shè)計(jì)中需要注意的一些問(wèn)題。










(1)確定PLC的輸入、輸出信號(hào)

將繼電器電路圖轉(zhuǎn)換為梯形圖時(shí)，首先應(yīng)確定PLC的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)。3個(gè)按鈕提供操作的指令信號(hào)，熱繼電器和限位開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)是反饋信號(hào)，它們都是PLC的輸入信號(hào)。兩個(gè)交流接觸器的線(xiàn)圈是PLC的輸出負(fù)載。

畫(huà)出PLC的外部接線(xiàn)圖后，同時(shí)也確定了外部輸入/輸出信號(hào)與PLC內(nèi)的過(guò)程映像輸入/輸出位的之間的關(guān)系。可以將繼電器電路圖“翻譯”為梯形圖。因?yàn)楦鬏斎胄盘?hào)均用常開(kāi)觸點(diǎn)提供，各觸點(diǎn)的常開(kāi)、常閉的性質(zhì)不變。根據(jù)PLC外部接線(xiàn)圖給出的關(guān)系，來(lái)確定梯形圖中各觸點(diǎn)的地址。

(2)按鈕連鎖

為了方便操作和保證KM1和KM2不會(huì)同時(shí)動(dòng)作，在圖5-4中設(shè)置了“按鈕聯(lián)鎖”，即將正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕I0.0的常閉觸點(diǎn)與控制反轉(zhuǎn)的Q4.1的線(xiàn)圈串聯(lián)，將反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕I0.1的常閉觸點(diǎn)與控制正轉(zhuǎn)的Q4.0的線(xiàn)圈串聯(lián)。設(shè)Q4.0的線(xiàn)圈通電，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。這時(shí)如果想改為反轉(zhuǎn)，可以不按停止按鈕I0.2，直接按反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕10.1，它的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使Q4.0的線(xiàn)圈斷電。同時(shí)10.1的常開(kāi)觸點(diǎn)接通，使Q4.1的線(xiàn)圈得電，電動(dòng)機(jī)由正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)。

(3)硬件互鎖電路

由圖3-5中的主回路可知，如果KM1和KM2的主觸點(diǎn)同時(shí)閉合，將會(huì)造成三相電源相間短路的故障。梯形圖用Q4.0和Q4.1的常閉觸點(diǎn)組成軟件互鎖電路，它們只能保輸出模塊與Q4.0和Q4.1對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)不會(huì)同時(shí)接通。

如果沒(méi)有圖5-3輸出電路中的硬件互鎖電路，從正轉(zhuǎn)馬上切換到反轉(zhuǎn)時(shí)，由于切換過(guò)程中電感的延時(shí)作用，可能會(huì)出現(xiàn)原來(lái)接通的接觸器的主觸點(diǎn)還未斷弧，另一個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)已經(jīng)合上的現(xiàn)象，從而造成交流電源瞬間短路的故障。

此外，如果沒(méi)有硬件互鎖電路，且因?yàn)橹麟娐冯娏鬟^(guò)大或接觸器質(zhì)量不好，某一接觸器的主觸點(diǎn)被斷電時(shí)產(chǎn)生的電弧熔焊而被粘結(jié)，其線(xiàn)圈斷電后主觸點(diǎn)仍然是接通的。這時(shí)如果另一個(gè)接觸器的線(xiàn)圈通電，也會(huì)造成交流電源短路。為了防止出現(xiàn)這種情況，應(yīng)在PLC外部設(shè)置由KM1和KM2的輔助常閉觸點(diǎn)組成的硬件互鎖電路(見(jiàn)圖5-3)。設(shè)KM1的主觸點(diǎn)被電弧熔焊，這時(shí)它與KM2線(xiàn)圈串聯(lián)的輔助常閉觸點(diǎn)處于斷開(kāi)狀態(tài)，因此KM2的線(xiàn)圈不可能得電。這種互鎖電路可以有效地防止電源短路故障。

(4)小車(chē)控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)

在異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的滿(mǎn)足上述要求的梯形圖如圖5-4所示。在控制右行的Q4.0的線(xiàn)圈回路中串聯(lián)了10.4的常閉觸點(diǎn)，小車(chē)走到右限位開(kāi)關(guān)SQ2處時(shí)，I0.4的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使Q4.0的線(xiàn)圈斷電，小車(chē)停止右行。同時(shí)I0.4的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，TO 的線(xiàn)圈通電，開(kāi)始定時(shí)。8s后定時(shí)時(shí)間到，T0的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使Q4.1的線(xiàn)圈通電并自保持，小車(chē)開(kāi)始左行。離開(kāi)限位開(kāi)關(guān)SQ2后，10.4的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，TO因?yàn)槠渚€(xiàn)圈斷電而被復(fù)位。小車(chē)運(yùn)行到左邊的起始點(diǎn)時(shí)，左限位開(kāi)關(guān)SQ1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，I0.3的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使Q4.1的線(xiàn)圈斷電，小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)。

在梯形圖中(見(jiàn)圖5-4)，保留了左行起動(dòng)按鈕I0.1和停止按鈕I0.2的觸點(diǎn)，使系統(tǒng)有手動(dòng)操作的功能。串聯(lián)在起保停電路中的限位開(kāi)關(guān)I0.3和I0.4的常閉觸點(diǎn)可以防止手動(dòng)時(shí)小車(chē)的運(yùn)動(dòng)限。

3. 常閉觸點(diǎn)輸入信號(hào)的處理

在介紹梯形圖的設(shè)計(jì)方法時(shí)，輸入的數(shù)字量信號(hào)均由外部常開(kāi)觸點(diǎn)提供，但是在實(shí)際的系統(tǒng)中有些輸入信號(hào)只能由常閉觸點(diǎn)提供。如果將圖5-3熱繼電器FR的常開(kāi)觸點(diǎn)換成常閉觸點(diǎn)，沒(méi)有過(guò)載時(shí)FR的常閉觸點(diǎn)閉合，I0.5為1狀態(tài)，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。為了保證沒(méi)有過(guò)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行，顯然應(yīng)在Q4.0和Q4.1的線(xiàn)圈回路中串聯(lián)I0.5的常開(kāi)觸點(diǎn)，而不是像繼電器系統(tǒng)那樣串聯(lián)I0.5的常閉觸點(diǎn)。過(guò)載時(shí)FR 的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，I0.5為0狀態(tài)，其常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，使Q4.0或Q4.1的線(xiàn)圈“斷電”，起到了保護(hù)作用。

這種處理方法雖然能保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，但是作過(guò)載保護(hù)的I0.5的觸點(diǎn)類(lèi)型與繼電器電路中的剛好相反，熟悉繼電器電路的人看起來(lái)很不習(xí)慣，在將繼電器電路“轉(zhuǎn)換”為梯形圖時(shí)也很容易出錯(cuò)。為了使梯形圖和繼電器電路圖中觸點(diǎn)的常開(kāi)/常閉的類(lèi)型相同，建議盡可能地用常開(kāi)觸點(diǎn)作PLC的輸入信號(hào)。如果某些信號(hào)只能用常閉觸點(diǎn)輸入，可以按輸人全部為常開(kāi)觸點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)，然后將梯形圖中相應(yīng)的輸入位的觸點(diǎn)改為相反的觸點(diǎn)，即常開(kāi)觸點(diǎn)改為常閉觸點(diǎn)，常閉觸點(diǎn)改為常開(kāi)觸點(diǎn)。


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