用可编程控制器改造继电-接触式控制线路

　　可编程序控制器是在继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，其在工业控制系统中的应用越来越广泛,下面用PLC改造延时带直流能耗制动的Y△启动的控制电路，并进行安装与调试。其控制电路如下图为例，介绍如何较好地解决技能考核中用PLC改造继电一接触式控制线路，并进行设计、安装与调试的试题。可分以下几个步骤完成。

　　一、分析原控制系统原理

　　1、y△启动运转先合上电源开关QS．按下启动按钮SB2，KM1线圈得电，KM1联锁触头分断对KM4联锁，KM1自锁触头闭合自锁，KM1主触头闭合．KM3线圈也得电，KM3联锁触头分断对KM2联锁，KM3主触头闭合，电动机M的定子绕组接成Y形降压启动。

　　同时KT线圈也得电，当电动机M转速上升到一定值时，KT延时结束，KT常闭触头分断使KM3线圈失电，KM3主触头分断而解除电动机定子绕组的Y形连接，KM3联锁触头复位，KT常开触头闭合使KM2线圈得电．KM2自锁触头闭合自锁，KM2主触头闭合，电动机M定子绕组接成△形全压运行，KM2联锁触头分断对KM3联锁，且使KT线圈失电，KT延时触头复位。

　　2、能耗制动停转

　　按下停止按钮SB1，SB1常闭触KM3联锁触头分断对KM2联锁．KM3主触头闭合，M定子绕组接成Y形能耗制动。当M停转后，松开停止按钮SB1，KM4、KM3线圈先后失电，各触头复位，能耗制动结束。

　　二、设计保证原系统的PLC控制程序

　　下面以FX2N-48MR型PLC为例，说明如何设计改造后的控制程序。

　　PLC控制I/O口接线图如下图。

　　1．分配输入点和输出点，如下表所示。

　　2．设计梯形图

　　1)可采用经验法，即根据控制要求，凭平时积累的经验，利用一些典型的基本控制程序来完成程序设计。梯形图如下图所示。

　　2)也可用顺序控制设计法，按步进控制来设计程序。首先将生产过程分解成若干工步，每一步都对应生产过程中一个控制任务，都应有完成相应控制任务的输出执行机构和转移到下一工步的转移条件。

　　根据控制要求，首先绘制用状态来描述控制过程的状态流程图（如上图所示），然后把状态流程图转换成梯形图（如下图所示）。采用步进指令编程可大大提高工作效率，并给调试、修改程序带来很大的方便。

　　三、安装与调试

　　各主要元件及材料如下表。

　　设计元件布置如下图所示，接线时，要分清楚接线端子上“N”端（零线）和“接地’端。为了有效地减少干扰，应给PLC接专用的地线，接地点应与电机的接地点分开，若做不到这一点，也必须将PLC与电机公共接地，禁止与电机串联接地。可先装主电路导线，用2.5mm2的塑料软铜线；再装PLC输出端线路，用1.5平方毫米的塑料软铜线；最后装PLC输入端线路，用0.75mm2的塑料软铜线。

　　调试程序时，应先不接负载（电动机M），当程序运行正常后，再接上负载通电试车，直至系统正常运转。

　　上文谈到用PLC改造继电一接触器式控制线路，觉得有几点值得商榷：

　　一、原I/O接线图中没有输入端直流电源：作为PLC输入端应有直流电源，一般应为21.6V～26.4VDC，且一般不采用其自身提供的24V，而用外加稍经稳压但有过压保护的直流电源，现大多采用开关稳压电源，也可采用变压器加桥式整流滤波及三端稳压7824，两者都须加限压保护单元。

　　二、原停止按钮SB2采用动合开关：

　　一般应采用动断开关，理由是若采用动合开关，当外接线路意外断路时将无法停机，而线路意外断路在工程中是经常遇见的，采用动断开关可避免此现象，尤其是特别重要的开关必须使用动断开关，如在电梯、行车控制电路设计中。

　　三、PLC接线图中启动按钮与停止按钮标反。

　　四、PLC熔断器应标为FU3．相应线号也应更改。

　　五、作为初学PLC控制者，应尽量避免采用既有一般输出指令又有设置指令同时控制同一输出的（如Y3），这样容易造成误动作，理由与技术上称为双线圈输出相似。

　　六、设计程序时能画时序图时最好画时序图，程序设计步骤：

　　1．明确任务，明确被控系统必须完成的动作及完成这些动作的顺序。

　　2．分配输入、输出设备，明确哪些外部设备是输入信号到PLC的，哪些外部设备是接收PLC输出信号的。并将PLC输入、输出口与之对应进行I/O分配，并画PLC接线图。注意：原继电一接触器式控制线路中需要联锁的仍然必须保持接触器联锁，称之为硬件联锁。

　　3、能画输入、输出时序图时最好画时序图，并补充程序中使用到的内部继电器时序图。

　　4．设计PLC程序画梯形图，在梯形图上应体现能完成任务的全部功能，正确的工作顺序和符合要求的相互关系，将梯形图转写成指令表形式（考试时必须，而工程中现一般用PC计算机用软件将梯形图直接写好再输入PLC内部）。注意检查程序：①在任何时候，不能出现断电又来电时设备自行启动现象，除有特殊要求外；②在任何时候，输入停止指令时都能进入停止程序；③设备软件许可时，编写程序的同时编写注释。

　　现仍以原Y-△降压启动半波整流能耗制动为例．设计用PLC改造该电路。

　　一、原系统原理分析：原电路整流管应串接0.5Q 50W的电阻。

　　二、I/O分配：见下表。

　　三、时序图：见下图。

　　四、接线图：见下图。

　　五、梯形图：（松下FPl-C16型为例），如下图所示。

　　六、安装与调试：主要元件清单见下表。