電氣圖轉換為PLC梯形圖實用方法

2021-02-24 迅騰電力


PLC程序設計,一般均採用直覺法,也就是說它植基於電路設計者本身之學習經驗,較為主觀及直接。

須經歷一段瞎子摸象的嘗試錯誤(tryanderror)時期,對程序進行除錯之後才能符合所需功能或動作要求;因此設計出來的程序因人而異,除了原程序設計者之外,使用者或維修人員較不易理解其動作流程,亦即程序的可讀性較低。但程序設計其實有些許脈絡可循,只是坊間的書籍很少提及這一部份。

已知的三相感應電動機故障警報控制電路,其傳統電工圖,如圖1所示。

圖1 三相感應電動機故障警報控制電路圖

       1.電源正常時,僅綠燈gl亮,電動機不動作。

        2.按下啟動按鈕pb1,電磁接觸器mc動作,電動機立即運轉,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,電動機停止運轉,指示燈rl熄,綠燈gl亮。

        4.電動機在運轉中,因過載或其它故障原因,致使積熱電驛th-ry動作,電動機停止運轉,蜂鳴器bz發出警報,指示燈rl熄,綠燈gl亮。

        5.按下按鈕開關pb3,蜂鳴器bz停止警報,白燈wl亮,綠燈gl亮,紅燈rl熄。

        6.故障排除後,按下積熱電驛th-ry復歸杆,則白燈wl熄,綠燈gl亮,紅燈rl熄,可以重新起動電動機。

       使用plc,就是以軟體程序來取代硬體配線。傳統電工圖當中,主電路是plc無法取代的;plc可以取代的部份,是控制電路。由傳統電工圖轉換為階梯圖的第一個步驟,就是i/o編碼,亦即將傳統電工圖中的輸入/輸出組件,先行確定其在plc中所擬對應之外部輸入/輸出端子編號,以及外部輸入組件接線方式是採用a/b接點,如表1所示。


(a):外部採a接點方式接線

(b):外部採b接點方式接線
輸入/輸出組件經i/o編碼,並決定外部輸入組件是採用a/b接點接線方式後,plc外部接線圖如圖2所示。圖中所示為豐煒vigor-vb系列plc機種,採用npn接線,亦即24v端子與s/s端子並接。

圖2 plc外部接線圖

由傳統電工圖轉換為階梯圖之程序設計步驟如下:

(1)將電工圖中控制電路直接轉成對應階梯圖。因為plc階梯圖中規定,接點在前,輸出線圈則必須位於迴路的最後。故首先須重新繪製電工圖,將圖中接點與輸出線圈位置適度變更,以符合plc階梯圖的要求,重新繪製後的電工圖,如圖3所示。

圖3重新繪製後的電工圖

(2)以i/o編碼後的組件編號,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接點及c-b接點要獨立出來,各自成為一個控制迴路,如圖4所示。

圖4 i/o編碼後的的電工圖

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

      a.y1、x0接點,

      b.輸出線圈y1和y2,不符合一般編程軟體格式,故須適度更正,如圖5右方所示。

圖5 適度翻轉並修正後的階梯圖

※若您使用visio來繪製電工圖,則向左旋轉90°,之後再垂直翻轉,就變的很easy。

(4)使用編程軟體繪製之階梯圖,如圖6所示,與適度翻轉並修正後的階梯圖,完全相同。


圖6 編程軟體繪製之階梯圖將階梯圖轉換為指令,則如下所示:

傳統電工圖完整轉換後之plc外部輸入/輸出接線與階梯圖。使用軟體程序取代硬體配線後之plc外部輸入/輸出接線與階梯圖,如下圖7所示。

圖7 以軟體程序取代硬體配線後之plc

plc其研發目的在於取代以繼電器為主之順序控制,亦即使用軟體程序以取代硬體配線,因此祇要改變其軟體程序即可改變其控制的順序,而輕易的達成控制上之不同需求。一般的plc系以傳統繼電器控制迴路為基礎發展而來,並將繼電器的接點和線圈予以符號化,當轉換成一般的階梯圖或指令之後,即可實現其控制。但如此所完成的控制迴路,是基於電路設計者本身之學習經驗,較為主觀及直接,一般使用者往往不易理解其動作流程,亦即程序的可讀性較低。

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