本文介绍了将继电器电路图直接转换为PLC的梯形图，PLC的输入电路与梯形图的关系，用PLC的定时器实现时间继电器功能的方法，和在PLC 外部设置硬件互锁的问题。

问：怎样将继电器电路图直接转换为PLC的梯形图？

答：继电器电路图是一个纯粹的硬件电路图，改为 PLC 控制时，需要用 PLC 的外部接线图和梯形图来等效继电器电路图。在“一变二”的转换过程中，可以将PLC想象成一个继电器控制系统中的控制箱，其外部接线图描述了这个控制箱的外部接线，梯形图是这个控制箱的内部“电路图”，梯形图中的输入继电器和输出继电器是这个控制箱与外部世界联系的“接口继电器”，这样就可以用分析继电器电路图的方法来分析 PLC 控制系统。在分析梯形图时可以将梯形图中输入继电器的触点想象成对应的外部输入器件的触点或电路，将输出继电器的线圈想象成对应的外部负载的线圈。外部负载的线圈除了受梯形图的控制外，还可能受外部触点的控制。

首先应了解和掌握被控设备的工作原理、工艺过程和机械的动作情况，设计的第一步是定PLC的输入信号和输出负载，在此基础上画出 PLC 的外部接线图。

继电器电路图中的交流接触器和电磁阀等执行机构用PLC 的输出继电器来控制。按纽、操作开关和行程开关、压力继电器等的触点接在PLC的输入端。继电器电路图中的中间继电器对应梯形图中的辅助继电器，时间继电器对应梯形图中的定时器。

画出PLC的外部接线图后，同时也确定了PLC 的各输入信号和输出负载对应的输入继电器和输出继电器的元件号，为梯形图的设计打下了基础。             

问：将继电器电路图转换为梯形图时，PLC的输入电路与梯形图有什么关系？

答：在 PLC 的外部输入电路中，各输入端可以接常开触点或常闭触点，也可以接触点组成的串并联电路。PLC不能识别外部电路的结构和触点类型，只能识别外部电路的通断，外部电路接通时对应的输入继电器为ON，梯形图中的常开触点闭合，常闭触点断开，反之亦反。如果将继电器电路中的触点或触点组成的电路接到PLC 的输入端，在梯形图中它们与对应的输入继电器的常开触点相对应（见图1～图3）。

假设图１中的SB1和SB2的常开触点在继电器电路图中只出现了一次，可以将它们并联后作为PLC的一个输入信号。在梯形图中，X0的常开触点对应该并联电路，X1的常开触点对应SB3的常闭触点。如果在继电器电路中还有SB3的常开触点，在梯形图中它对应X1的常闭触点。

设计输入电路时，应尽量采用常开触点，如果只能使用常闭触点，梯形图中对应触点的常开/常闭类型应与继电器电路图中的相反。

在设计梯形图时应遵守梯形图语言中的语法规定，例如在继电器电路图中，触点可以放在线圈的左边，也可以放在线圈的右边，但是在梯形图中，线圈和输出类指令（如RST、SET指令等）必须放在电路的最右边。

问：继电器电路中的时间继电器与PLC的定时器有什么区别？

答：时间继电器是用硬件实现的，其费用与个数成正比。PLC的定时器主要是用软件实现的，硬件时钟只提供几种时基（基准时间脉冲列），通过对时钟脉冲的软件计数，达到定时的目的。现代的小型 PLC 一般都可以提供上百个定时器。与时间继电器相比，定时器具有硬件费用低、可靠性高、定时准确、重复精度高等优点。

问：继电器电路中的时间继电器有哪几种延时触点？

答：时间继电器有４种延时触点，图4是它们的图形符号和动作时序。图中上面两个触点是通电延时时间继电器的触点，线圈通电后触点延时动作，线圈断电后触点立即动作，恢复常态。

图4中下面两个触点是断电延时时间继电器的触点，线圈通电后触点立即动作，线圈断电后触点延时动作。

不同厂家不同系列的PLC 的定时器类型有较大的区别。例如西门子S7—200系列有线圈通电延时的定时器TON，和线圈断电延时的定时器TOF，它们的输入/输出特性与通电延时时间继电器和断电延时时间继电器完全相同，可以用它们来直接代替相应的时间继电器。需要注意的是定时器的延时触点的画法与普通触点的画法相同，其常开、常闭触点上没有延时特性标记。

问：将继电器电路图转换为PLC 梯形图时，怎样实现时间继电器的瞬动触点？

答：PLC 的定时器只有延时触点，没有与线圈的状态同步的瞬动触点，如果需要瞬动触点，可以在定时器的线圈两端并联一个辅助继电器的线圈，后者的触点相当于定时器的瞬动触点。

问：如果PLC 没有断电延时的定时器，怎样实现断电延时时间继电器的功能？

答：小型PLC一般只有通电延时型的定时器，以三菱的ＦＸ系列PLC为例，可以用线圈通电后延时的定时器来实现断电延时功能（见图５）。图中的T0是 通电延时型的定时器，在X0变为ON之 后再过5s，M2变为OFF。M2的触点相当与断电延时定时器的延时触点。

问：什么情况下需要设置双重互锁？

答：控制异步电动机正反转、星形-三角形启动的交流接触器如果同时动作，将会造成三相电源短路。梯形图中的互锁（见图7）只能保证两个输出继电器不会同时为ON，由于切换过 程中电感的延时作用，可能会出现一个接触器还未断弧，另一个却已合上的现象，从而造成瞬间短路故障。如果某一接触器的主触点被断电时产生的电弧熔焊而被粘结，其线圈断电后主 触点仍然是接通的，这时如果另一接触器的线圈通电，仍将造成三相电源短路事故。为了防止出现上述的情况，还应在 PLC 外部设置由接触器的辅助常闭触点组成的硬件互锁电路（见图6）。指令不管出现什么情况，只要一个接触器的主触点闭合，它的辅助常闭触点一定是断开的，可以有效的防止另一接触器的线圈通电。

问：怎样对梯形图进行优化设计？

答：在设计并联电路时，应将单个触点的支路放在下面；设计串联电路时，应将单个触点放在右边，否则将多使用一条指令（见图8和图9）。

建议在有线圈的并联电路中将单个线圈放在上面。将图8的电路改为图9的电路，可以避免使用入栈指令MPS和出栈指令MPP。

在继电器电路中，若多个线圈都受某一触点串并联电路的控制，在梯形图中可设置用该电路控制的辅助继电器，它们类似于继电器电路中的中间继电器。

在继电器电路中，为了减少使用的器件和少用触点，从而节省硬件成本，各个线圈的控制电路往往互相关连，交织在一起。如果不加改动地直接转换为梯形图，要使用大量的进栈、读栈和出栈指令。可以将各线圈的控制电路分离开来设计。

问：怎样处理热继电器的过载信号？

答：如果热继电器属于自动复位型，其触点提供的过载信号必须通过输入电路提供给 PLC，用梯形图实现过载保护。如果属于手动复位型热继电器，其常闭触点可以在 PLC 的输出电路中与控制电机的交流接触器的线圈串联，这样可以节省一个PLC的输          入点。

（来源：《电气时代》 作者：廖常初）

（责任编辑：张译）