由傳統(tǒng)電工圖轉(zhuǎn)換為階梯圖的過(guò)程，淺談程序設(shè)計(jì)

PLC程序設(shè)計(jì)，一般均采用直覺(jué)法，也就是說(shuō)它植基于電路設(shè)計(jì)者本身之學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，較為主觀及直接。須經(jīng)歷一段瞎子摸象的嘗試錯(cuò)誤(tryanderror)時(shí)期，對(duì)程序進(jìn)行除錯(cuò)之后才能符合所需功能或動(dòng)作要求；因此設(shè)計(jì)出來(lái)的程序因人而異，除了原程序設(shè)計(jì)者之外，使用者或維修人員較不易理解其動(dòng)作流程，亦即程序的可讀性較低。但程序設(shè)計(jì)其實(shí)有些許脈絡(luò)可循，只是坊間的書籍很少提及這一部份。以下姑且抱著野人獻(xiàn)曝的心情，以『三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)故障警報(bào)控制』電路為例，由傳統(tǒng)電工圖轉(zhuǎn)換為階梯圖的過(guò)程，淺談程序設(shè)計(jì)，相信爾后對(duì)于相關(guān)的回路轉(zhuǎn)換或程序設(shè)計(jì)，您或許可觸類旁通。

1、傳統(tǒng)電工圖

已知的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)故障警報(bào)控制電路，其傳統(tǒng)電工圖，如圖1所示。

圖1 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)故障警報(bào)控制電路圖

2、動(dòng)作說(shuō)明

1.電源正常時(shí)，僅綠燈gl亮，電動(dòng)機(jī)不動(dòng)作。

2.按下啟動(dòng)按鈕pb1，電磁接觸器mc動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)立即運(yùn)轉(zhuǎn)，指示燈rl亮，綠燈gl熄。

3.按下停止按鈕pb2，電磁接觸器mc斷電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，指示燈rl熄，綠燈gl亮。

4.電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中，因過(guò)載或其它故障原因，致使積熱電驛th-ry動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，蜂鳴器bz發(fā)出警報(bào)，指示燈rl熄，綠燈gl亮。

5.按下按鈕開(kāi)關(guān)pb3，蜂鳴器bz停止警報(bào)，白燈wl亮，綠燈gl亮，紅燈rl熄。

6.故障排除后，按下積熱電驛th-ry復(fù)歸桿，則白燈wl熄，綠燈gl亮，紅燈rl熄，可以重新起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。

3、i/o編碼

使用plc，就是以軟件程序來(lái)取代硬件配線。傳統(tǒng)電工圖當(dāng)中，主電路是plc無(wú)法取代的；plc可以取代的部份，是控制電路。由傳統(tǒng)電工圖轉(zhuǎn)換為階梯圖的第一個(gè)步驟，就是i/o編碼，亦即將傳統(tǒng)電工圖中的輸入/輸出組件，先行確定其在plc中所擬對(duì)應(yīng)之外部輸入/輸出端子編號(hào)，以及外部輸入組件接線方式是采用a/b接點(diǎn)，如表1所示。

(a)：外部採(cǎi)a接點(diǎn)方式接線

(b)：外部採(cǎi)b接點(diǎn)方式接線

4、plc外部接線圖

輸入/輸出組件經(jīng)i/o編碼，并決定外部輸入組件是采用a/b接點(diǎn)接線方式后，plc外部接線圖如圖2所示。圖中所示為豐煒vigor-vb系列plc機(jī)種，采用npn接線，亦即24v端子與s/s端子并接。

圖2 plc外部接線圖

5、plc階梯圖

由傳統(tǒng)電工圖轉(zhuǎn)換為階梯圖之程序設(shè)計(jì)步驟如下：

(1)將電工圖中控制電路直接轉(zhuǎn)成對(duì)應(yīng)階梯圖。因?yàn)閜lc階梯圖中規(guī)定，接點(diǎn)在前，輸出線圈則必須位于回路的最后。故首先須重新繪制電工圖，將圖中接點(diǎn)與輸出線圈位置適度變更，以符合plc階梯圖的要求，重新繪制后的電工圖，如圖3所示。

圖3 重新繪制后的電工圖

(2)以i/o編碼后的組件編號(hào)，取代電工圖中的輸入/輸出組件，此處要留意的是，th-ry的c-a接點(diǎn)及c-b接點(diǎn)要獨(dú)立出來(lái)，各自成為一個(gè)控制回路，如圖4所示。

圖4 i/o編碼后的的電工圖

(3)將圖4所示的電工圖，向左旋轉(zhuǎn)90°，之后再垂直翻轉(zhuǎn)(upsidedown)，即可成為plc階梯圖，但因：

(1)y1、x0接點(diǎn)，

(2)輸出線圈y1和y2，不符合一般編程軟件格式，故須適度更正，如圖5右方所示。

圖5 適度翻轉(zhuǎn)并修正后的階梯圖

※若您使用visio來(lái)繪制電工圖，則向左旋轉(zhuǎn)90°，之后再垂直翻轉(zhuǎn)，就變的很easy。

(4)使用編程軟件繪制之階梯圖，如圖6所示，與適度翻轉(zhuǎn)并修正后的階梯圖，完全相同。

圖6 編程軟件繪制之階梯圖

6、指令

將階梯圖轉(zhuǎn)換為指令，則如下所示：

7、plc轉(zhuǎn)換接線與階梯圖

傳統(tǒng)電工圖完整轉(zhuǎn)換后之plc外部輸入/輸出接線與階梯圖。使用軟件程序取代硬件配線后之plc外部輸入/輸出接線與階梯圖，如下圖7所示。

圖7 以軟件程序取代硬件配線后之plc

8、結(jié)束語(yǔ)

plc其研發(fā)目的在于取代以繼電器為主之順序控制，亦即使用軟件程序以取代硬件配線，因此祇要改變其軟件程序即可改變其控制的順序，而輕易的達(dá)成控制上之不同需求。一般的plc系以傳統(tǒng)繼電器控制回路為基礎(chǔ)發(fā)展而來(lái)，并將繼電器的接點(diǎn)和線圈予以符號(hào)化，當(dāng)轉(zhuǎn)換成一般的階梯圖或指令之后，即可實(shí)現(xiàn)其控制。但如此所完成的控制回路，是基于電路設(shè)計(jì)者本身之學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，較為主觀及直接，一般使用者往往不易理解其動(dòng)作流程，亦即程序的可讀性較低。