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)過長期使用和考驗(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程序來實(shí)現(xiàn)繼電器系統(tǒng)的功能。這種設(shè)計(jì)方法一般不需要改動控制面板，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純粹的硬件電路圖，將它改為PLC控制時，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想象為一個控制箱，其外部接線圖描述了這個控制箱的外部接線，梯形圖是這個控制箱的內(nèi)部“線路圖”，梯形圖中的輸入位(I)和輸出位(Q)是這個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)。在分析梯形圖時可以將輸入位的觸點(diǎn)想象成對應(yīng)的外部輸入元件的觸點(diǎn)，將輸出位的線圈想象成對應(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，還可能受外部觸點(diǎn)的控制。

  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)備的工作原理、工藝過程和機(jī)械的動作情況，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的輸入信號和輸出負(fù)載。繼電器系統(tǒng)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，它們的線圈接在PLC的輸出端。按鈕、操作開關(guān)和行程開關(guān)、接近開關(guān)、壓力繼電器等提供PLC的數(shù)字量輸入信號。繼電器系統(tǒng)的中間繼電器和時間繼電器(例如圖5-5中的KA1和KT)的功能用PLC內(nèi)部的存儲器位和定時器來完成，它們與PLC的過程映像輸入/輸出位無關(guān)。

  3)選擇PLC的型號，根據(jù)系統(tǒng)所需的功能和規(guī)模選擇CPU模塊、電源模塊和數(shù)字量輸人/輸出模塊，對硬件進(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)字量輸入信號與輸出負(fù)載對應(yīng)的輸入位和輸出位的地址，畫出PLC的外部接線圖。各輸入量和輸出量在梯形圖中的地址取決于它們所在模塊的起始地址和模塊中的接線端子號。

  5)確定與繼電器電路圖的中間繼電器、時間繼電器對應(yīng)的梯形圖中的存儲器位(M)和定時器、計(jì)數(shù)器的地址。第4步和第5步建立了繼電器電路圖中的元件和梯形圖中的地址之間的對應(yīng)關(guān)系。

  6)根據(jù)上述的對應(yīng)關(guān)系和繼電器電路圖畫出梯形圖。

  2. 根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖的實(shí)例

  液壓動力滑臺是機(jī)床加工工件時完成進(jìn)給運(yùn)動的動力部件，由液壓系統(tǒng)驅(qū)動，完成加工的自動循環(huán)?；_開始停在最左邊，左限位開關(guān)SQ1(I0.3)的常開觸點(diǎn)閉合(見圖5-7 上面的運(yùn)動示意圖)。

  在自動運(yùn)行方式，圖5-6中的開關(guān)SA閉合，I0.5為1狀態(tài)。按下起動按鈕SB1 (10.0)，Q4.0、Q4.2變?yōu)?狀態(tài)，YV11和YV2的線圈通電，動力滑臺向右快速進(jìn)給(簡稱快進(jìn))碰到中限位開關(guān)SQ2(I0.1)時變?yōu)楣ぷ鬟M(jìn)給(簡稱工進(jìn))，Q4.2變?yōu)?狀態(tài)，YV2的線圈斷電碰到右限位開關(guān)SQ3(I0.2)時暫停8s，Q4.0變?yōu)?狀態(tài)，YV11的線圈斷電，動力滑臺停止運(yùn)動時間到時動力滑臺快速退回(簡稱快退)，Q4.1變?yōu)?狀態(tài)，YV12的線圈通電返回到初始位置時限位開關(guān)SQ1動作，Q4.1變?yōu)?狀態(tài)，YV12的線圈斷電，動力滑臺停止運(yùn)動。

  圖5-5是實(shí)現(xiàn)上述控制要求的繼電器電路圖，圖5-6和圖5-7是實(shí)現(xiàn)相同功能的PLC 控制系統(tǒng)的外部接線圖和梯形圖。圖5-7中M0.3和Q4.1的狀態(tài)完全相同，因此可以省略M0.3，用Q4.1的觸點(diǎn)來代替M0.3的觸點(diǎn)。不過M0.3是用軟件實(shí)現(xiàn)的，使用它不會增加硬件成本。

  在設(shè)計(jì)時應(yīng)注意梯形圖與繼電器電路圖的區(qū)別，梯形圖是一種軟件，是PLC圖形化的程序。在繼電器電路圖中,幾個繼電器可以同時動作,而PC的CPU是串行工作的,即CPU同時只能處理1條指令。