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自动化PLC常用基本控制线路图及梯形图

启动、自锁和停止控制线路与梯形图

  启动、自锁和停止控制是PLC*基本的控制功能。启动、自锁和停止控制可以采用输出线圈指令，也可以采用置位、复位指令来实现。

  1.采用输出线圈指令实现启动、自锁和停止控制

  采用输出线圈指令实现启动、自锁和停止控制的线路与梯形图如图4-12所示。

  当按下启动按钮SB1时，PLC内部梯形图程序中的启动触点I0.0闭合，输出线圈Q0.0得电，PLC输出端子Q0.0内部的硬触点闭合，Q0.0端子与1L端子之间内部硬触点闭合，接触器线圈KM得电，主电路中的KM主触点闭合，电动机得电启动。

  输出线圈Q0.0得电后，除了会使Q0.0、1L端子之间的硬触点闭合外，还会使自锁触点Q0.0闭合，在启动触点I0.0断开后，依靠白锁触点刚合可使线圈Q0.0继续得电，电动机就会继续运转，从而实现白锁控制功能。

  当按下停止按钮SB2时，PLC内部梯形图程序中的停止触点I0.1断开，输出线圆Q0.0失电，Q0.0、1L端子之间的内部硬触点断开，接触器线图KM失电，主电路中的KM主触点断开，电动机失电停转。

  2.采用置位、复位指令实现启动、自锁和停止控制

  采用置位、复位指令(R、S)实现启动、自锁和停止控制的线路与图4-12(a)相同，梯形图程序如图4-13所示。

(b)梯形图

图4-12采用输出线圈指令实现启动、自锁和停止控制的线路与梯形图

图4-13采用置位、复位指令实现启动、自锁和停止控制的梯形图

  当按下启动按钮SBI时，梯形图中的启动触点I0.0闭合，“SQ0.0，1”指令执行，指令执行结果将输出继电器线圈Q0.0置1，相当于线圈Q0.0得电，Q0,0、1L端子之间的内部硬触点接通，接触器线圈KM得电，主电路中的KM主触点闭合，电动机得电启动。

  线圈Q0.0置位后，松开启动按钮SB1、启动触点I0.0断开，但线圈Q0.0仍保持“1”态，即仍维持得电状态，电动机就会继续运转，从而实现自锁控制功能。

  当按下停止按钮SB2时,梯形图程序中的停止触点I0.1闭合,“RQ0.0,1”指令被执行，指令执行结果将输出线圈Q0.0复位(即置0)，相当于线圈Q0.0失电，Q0.0、1L端子之间的内部硬触点断开,按触器线圈KM失电,主电路中的KM主触点断开,电动机失电停转。

  采用置位、复位指令和输出线圈指令都可以实现启动、自锁和停止控制，两者的PLC外部接线相同，仅梯形图程序不同。

  正、反转联锁控制线路与梯形图

  (1)正转联锁控制

  按下正转按钮SB1，梯形图程序中的正转触点I0.0闭合，线圈Q0.0得电，Q0.0自锁触点闭合，Q0.0联锁触点断开,Q0.0端子与1L端了间的内硬触点闭合,Q0.0自锁触点闭合,使线圈Q0.0在I0.0触点断开后仍可得电;Q0.0联锁触点断开，使线圈Q0.1在10.1触点闭合(误操作SB2引起)时也无法得电，实现联锁控制:Q0.0端子与1L端子间的内围解西门子S7-200SMARTPLC快速入门与提高硬触点闭合，接触器KM1线圈得电，主电路中的KM1主触点闭合，电动机得电正转。

  (2)反转联锁控制

  按下反转按钮SB2，梯形图程序中的反转触点I0.1闭合，线圈Q0.1得电，Q0.1自锁触点闭合,Q0.1联锁触点断开,Q0.1端子与1L端子间的内硬触点闭合,Q0.1自锁触点闭合，使线圈Q0.1在I0.1触点断开后继续得电:Q0.1联锁触点断开，使线圈Q0.0在I0.0触点闭合(误操作SB1引起)时也无法得电，实现联锁控制:Q0.1端子与1L端子间的内硬触点闭合，接触器KM2线圈得电，主电路中的KM2主触点闭合，电动机得电反转。

  (3)停转控制

  按下停止按钮SB3,梯形图程序中的两个停止触点I0.2均断开,线圈Q0.0、Q0.1均失电,接触器KM1、KM2线圈均失电，主电路中的KMI、KM2主触点均断开,电动机失电停转。

  (4)过热保护

  如果电动机长时间过载运行，流过热继电器FR的电流会因长时间过流发热而动作，FR触点闭合，PLC的I0.3端子有输人，梯形图程序中的两个热保护常闭触点I0.3均断开，线圈Q0.0、Q0.1均失电，接触器KM1、KM2线圈均失电，主电路中的KM1、KM2主触点均断开，电动机失电停转，从而防止电动机长时间过流运行而烧坏。

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PLC使用中的注意事项有哪些

PLC它是一种专门为工业生产服务的控制装置，可直接在工业环境中使用，无需采取任何措施。但当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当时，无法保证PLC在使用中应注意以下问题。

  一、工作环境

  1.温度

  PLC环境温度要求为0~55℃，在安装过程中，不应将其放置在具有大热量的元件下。周围的通风和散热空间应足够大。基本单元和扩展单元之间应有30个mm以上间隔;开关柜上下部应有通风百叶窗，防止阳光直射;如果周围环境超过55℃，安装电风扇强制通风。

  2.湿度

  为了保证PLC空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。

  3.震动

  应使PLC远离强振动源，防止振动频率为10~555Hz频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。

  4.空气

  避免氯化氢、硫化氢等腐蚀性和易燃气体。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中，并安装空气净化装置。

  5.电源

  PLC供电电源为50Hz、220(1±10%)V的交流电，对于电源线来的干扰，PLC本身具有足够的抵制能力。对于可靠性要求高或电源干扰特别严重的环境，可安装带有屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地面之间的干扰。还可以在电源输入端串接LC滤波电路。

  FX系列PLC有直流24V输出端可为输入传感器(如光电开关或接近开关)提供DC24V电源。当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使PLC接收到错误信息。

  二、安装与布线

  1.动力线、控制线和PLC的电源线和I/O线路应分开布线，隔离变压器和变压器PLC和I/O采用双胶线连接。

  2.PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。

  3.PLC输入输出**分开布线，开关量和模拟量也要分开敷设。屏蔽线应用于模拟信号的传输，屏蔽层应在一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。

  4.PLC为了防止外部信号的干扰，应单独敷设基本单元、扩展单元和功能模块的连接电缆。

  5.不要使用相同的电缆进行交流输出线和直流输出线。输出线应尽量远离高压线和动力线，避免平行。

  三、I/O端的接线

  1.输入接线

  (1)输入接线一般不超过30米。但如果环境干扰小，电压降小，输入接线可以适当长。

  (2)输入/输出线不能用同一根电缆，输入/输出线要分开。

  (3)尽量以常开触点的形式连接到输入端，使梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。

  2.输出连接

  (1)输出端线分为独立输出和公共输出。不同类型和电压等级的输出电压可用于不同组。但同一组的输出只能使用相同类型、相同电压等级的电源。

  (2)由于PLC输出元件封装在印刷电路板上，并连接到端子板。如果连接到输出元件的负载短路，印刷电路板将被烧毁。应使用保险丝来保护输出元件。

  (3)使用继电器输出时，电感负载的大小会影响继电器的使用寿命。在使用电感负载时，选择继电器的命较长。

  (4)PLC输出负载可能会受到干扰，应采取直流输出的续流管保护、交流输出的阻容吸收电路、晶体管和双向晶闸管输出的旁路电阻保护等措施进行控制。

  四、外部安全电路

  为确保整个系统能够在安全状态下可靠工作，避免外部电源故障，PLC造成重大经济损失和人身伤亡的异常、误操作和误输出，PLC必要的保护电路应安装在外部。

  (1)急停电路。除了考虑控制程序外，还应设计外部紧急停车电路，使用户造成伤害的危险负载PLC当发生故障时，可以可靠地切断损坏的负载电源。

  (2)保护电路。可逆操作的控制系统，如正反向操作，应设置外部电器互锁保护;往复运行和升降运动的控制系统应设置外部限位保护电路。

  (3)可编程控制器具有监控定时器等自检功能，检查异常时，输出全部关闭。(http://www.diangon.com/版权所有)但可编程控制器CPU故障时无法控制输出。为了保证设备在安全状态下运行，需要设计外部电路进行保护，以确保用户能够造成损坏的危险负荷。

  (4)电源过负荷的防护。如果PLC电源故障，中断时间不到10秒，PLC工作不受影响。如果电源中断超过10秒或电源下降超过允许值，PLC停止工作时，所有输出点断开;如果电源恢复，RUN输入连接，操作自动进行。对一些易过负载的输入设备应设置必要的限流保护电路。

  (5)重大故障的报警及防护。对于易发生重大事故的场所，为了确保控制系统在重大事故发生时仍可靠的报警及防护，应将与重大故障有联系的信号通过外电路输出，以使控制系统在安全状况下运行。

  五、PLC的接地

  保证良好的接地PLC可靠工作的重要条件可以避免电压冲击的意外危害。PLC接地线与机器接地端相连，接地线截面积不小于2mm2、接地电阻小于1000Ω;扩展单元的接地点应与基本单元的接地点连接。为抑制添加到电源和输入端的干扰，应给予输出端PLC连接专用地线时，接地点应与动力设备(如电机)的接地点分开;如不符合此要求，必须与其他设备公开接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能靠近PLC。

  六、冗余系统与热备用系统

  在石油、化工、冶金等行业的某些系统中，要求控制装置有极高的可靠性。如果控制系统发生故障，将会造成停产、原料大量浪费或设备损坏，给企业造成极大的经济损失。仅靠提高控制系统硬件的可靠性来满足上述要求是远远不够的，因为PLC本身可靠性的提高是有一定的限度。利用冗余系统或热备用系统可以更有效地解决上述问题。

  1.冗余控制系统

  在冗余控制系统中，整个PLC控制系统(或系统中*重要的部分，如CPU模块)由两套完全相同的系统组成。两块CPU模块使用相同的用户程序并行工作，其中一个是主程序CPU，另一个是备用CPU;主CPU工作，备用CPU当主输出被禁止时，CPU发生故障时，备用CPU自动运行。这个切换过程由冗余处理单元组成RPU1~3个扫描周期控制切换时间，I/O也是通过系统切换RPU完成的。

  2.热备用系统

  在热备用系统中，两个CPU连接在一起的通信接口处于通电状态。当系统出现故障时，由主CPU通知备用CPU，使备用CPU投入运行。这一切换过程一般不太快，但它的结构有比冗余系统简单。

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