介绍几种常用的plc控制电路图_介绍几种常用的PLC控制电路

本节介绍几种常用的PLC控制电路，并与继电器接触器控制电路进行比较，使读者在掌握继电器控制系统的基础上，充分了解PLC的控制原理和应用技术。

电机启停控制

图5-50 PLC控制系统的组成

PLC控制系统由硬件和软件组成，如图5-50所示。硬件部分：输入元件通过输入点与PLC连接，输出元件通过输出点与PLC连接，构成PLC控制系统的硬件部分。软件部分：用PLC指令把控制思想变成PLC能接受的程序。

启动控制：通常用一个按钮来实现，其动触点接在PLC的输入点上。PLC的输入图像寄存器中相应的位与该触点形成映射关系，数字量“1”和“0”反映触点的通断状态，如图5-51所示。电机先接接触器，接触器的主触点接PLC的输出点，PLC中有一个输出映射寄存器，与每个输出点形成一一映射关系。

图5-51按钮和输入图像寄存器之间的映射

通常的启动控制只需将启动按钮连接到PLC的输入点，将电机连接到PLC的输出点即可实现。图5-53中的梯形图具有单电路功能，不能自锁。它只能实现简单的点动功能。它的功能与继电器控制图5-52(b)相同。图5-54梯形图，利用输出线圈的辅助触点(软触点)与按钮映射触点(软触点)并联，称为自锁。在简单的启动电路中加入自锁功能，使手离开按钮后电机仍能继续运转。它的功能与继电器控制图5-52(c)相同。图5-55梯形图，按钮的动触点连接到PLC的输入点，在梯形图中起到切断主通道控制信号的作用。因此，按钮的动触点与受控线圈的主通道串联。图中增加了一个停止按钮，使其具有启动和保持停止的功能。它的功能与图5-52(d)中的继电器控制相同。通过比较这两种控制装置，读者可以了解PLC的硬件和软件，以及如何利用梯形图实现控制功能。

图5-52电机继电器控制的启停电路

(a)主电路；(b)微动控制；(c)带自锁的点动控制；(d)典型的起停控制

图5-55中的电路包含启动、保持和停止控制，这是最典型的启动、保证和停止控制电路。读图时，对三个梯形图进行了相应的分析。实际电路中需要增加一些保护措施，如联锁保护、过载保护等，梯形图比较复杂。梯形图实现的电机启停控制与继电器接触器控制系统功能相同，梯形图更简洁直观。

图5-53最简单的电机启动程序

图5-54带自锁触点的启动程序

电机正反转控制

图5-55带停止按钮的电机启动程序

采用继电器控制系统实现电机的正反转控制。要实现三相电机的正反转，只需随意调换连接在电机上的三相中的两相即可，如图5-56所示。梯形图在启停电路的基础上，增加了联锁保护，防止电机同时开启时烧坏电机线圈，从而形成简单的正反转控制程序，如图5-57所示。在实际电路中，通常用按钮、行程开关和传感器发出的控制信号作为正反向切换的输入信号。

图5-56正向/反向控制电路

图5-57输入/输出配置和外部接线图

实现电机正反转启动控制。按SB1，电机正转启动(保持运行)；按SB2，电机反转，按SB3，电机停止。

(1)要实现正反转，需要两个接触器KM1、KM2。相应的PLC输入点可以是Q0 Q0。1、Q0.2

(2)因为在正向和反向电路中，如果它们同时接通，就会造成短路，所以只能接通其中的一个

(3)电机不可能无休止地运转，所以停止按钮的动触点串联在相应的电路中。

根据输入和输出点分配I/O地址，如表5-8所示。

表5-8输入/输出地址分配表

根据PLC上相应的I/O点连接电线，根据S7-200的指令连接电源线，如图5-57所示。由于PLC的输出往往是高压，操作时要遵守安全操作规程，检查没有问题才能通电调试。

进入Step7 MicroWin32开发环境设计梯形图程序，如图5-58所示。其动作原理分析与继电器控制相同。

图5-58电机正反转控制梯形图

Y-减压开始

星三角减压起动可以大大降低起动电流，减少电流冲击，延长电机的使用寿命，广泛应用于轻载或空载起动电路中。图5-59是Y-减压启动控制的电路图。Y-启动控制电路图前面已经提到了。虽然功能相同，但实现的电路不同，读者可以对比分析。

图5-59星形三角形减压启动控制系统。控制过程：按SB2启动电机启动，延时3s切换到三角运行状态；按SB1停止系统运行。

图5-59y-减压启动控制电路

继电器控制系统的控制过程如下。

(1)电动机星形连接时，三相绕组线圈的一端连在一起，三角形连接时，三相绕组线圈的头尾分别连接。要在这两种状态之间切换，需要三个接触器KM1、KM2、KM3，连接方式如图5-59所示。

(2)KM1、KM3通电，KM2断开时电机呈星形连接。

(3)KM1、KM2通电，KM3断开时，电机呈三角形连接。

为了防止KM3切换到三角形接线时不能及时断开，在KM2和KM3之间建立了联锁保护。

SB1是停止按钮，串联在可以切断整个控制电路的地方。

根据上述电路的工作过程和所需元件，设置I/O地址。I/O地址的分配见表5-9。其继电器控制系统改造为PLC编程控制系统。读者可以根据自己的设计思路进行分析，根据继电器控制原理的分析设计PLC的梯形图。

表5-9 Y-解压缩启动I/O地址

根据传统的继电器控制电路图，改造成PLC的梯形图，如图5-60所示。读者首先要搞清楚Y-减压启动的I/O地址，使用的软继电器的功能，PLC的写规则。读图时采用寻根法，将继电器控制电路沿各支路的输入输出元件用PLC控制程序梯形图中相应的指令代替，然后根据PLC编写的规则分析它们的位置。Y-减压启动梯形图中继电器控制用定时器代替时间继电器。

图5-60 y-delta减压启动梯形图

为了帮助读者更好地理解梯形图程序的执行过程，现将图5-60中梯形图程序的执行过程分析如下：

按下SB2的触点I0.2闭合线圈Q0.1通电自锁；定时器T37启动线圈Q0.1动触点闭合，线圈Q0.3通电星形运行；同时断开Q0.3的动触点，实现联锁。

SB2按下定时器T37计时3s时间到，则T37动触点断开，线圈Q0.3失电；T37动触头接通，线圈Q0.2通电自锁三角运行。Q0.2动触点断开，实现联锁。Q0.2动态触点断开，定时器复位。

按下SB1的停止按钮整个系统停止运行。

操作人员可以根据PLC上相应的I/O点连接硬件，并根据S7-200的指令连接电源线。由于PLC的输出往往是高压，操作时需要遵守安全操作规程，检查合格后才能通电调试。

多点启动控制电路

在许多设备装置中，

多点控制电路可以通过设置在不同位置的启动按钮来启动设备。如图5-61所示，启动按钮SB2~SB4分别设置在A地、B地和C地。当按下任一启动按钮时，KM线圈自锁，保持设备运行状态。三个停止按钮是SB1、SB5、SB5，以确保设备可以在方便的位置启动和停止。如果根据表5-10设置I/O地址，它将被转换成如图5-63所示的PLC梯形图控制程序。

表5-10多点控制电路I/O地址分配表

图5-63多点控制梯形程序

在多工况控制电路中，要启动设备，A、B、C三个不同位置的操作人员必须同时按下启动按钮SB4、SB5、SB6，要停止设备，三个操作人员也需要同时按下停止按钮SB1、SB2、SB3。由于大型设备往往有多个工作位置，单个操作人员无法看清所有位置，为了防止安全事故的发生，根据设备的工作条件和安装条件，需要布置多个工况点。根据表5-11设置I/O地址，将图5-62转换成PLC控制程序，如图5-64所示。

表5-11条件控制电路I/O地址分配表

图5-64多条件控制梯形图程序

自动门控制电路

自动门控制系统利用PLC启停电路的编程，实现控制门开启和关闭的自动控制。自动门控制系统的顺序功能图和梯形图如图5-65、5-66所示。

控制要求和控制步骤分析如下。

(1)当人接近自动门时，传感器X0开启，Y0驱动电机高速开门。当它触动开门减速开关X1时，它变成减速开门。当触摸开门限位开关X2时，电机停止运行并开始延迟。如果0.5s内传感器没有检测到人，Y2启动电机高速关门。当触动开门减速开关X4时，变为减速门，当触动开门限位开关X5时，电机停止运转。关门时，如果传感器检测到有人，会停止关门，在T1延时0.5s后会自动切换到高速开门。

图5-65自动门控制系统顺序功能图

在图5-65中，在步骤[1]之前有一个选择序列的组合。当M0为主动步且满足切换条件X0，或M6为主动步且满足切换条件T1时，M1应为主动步，即控制M1启动、保持和停止电路的启动条件应为M0和X0的动触头串联电路与M6和T1的动触头串联电路并联(见图5-66)

在图5-65中，在M4之后有一个选择序列的分支。当它的后续步骤M5、M6成为活动步骤时，它应该是非活动步骤。因此，有必要将M5和M6的动分断触头与M4的线圈串联起来。同样，在M5之后有一个选择序列的分支，当它的后续步骤M0和M6成为活跃步骤时，它应该成为非活跃步骤。因此，有必要将M0和M6动触头的串联电路与M5的线圈串联起来。

图5-66自动门控制梯形图

初始启动过程：PLC开始运行后，M8002会自动开启一个扫描周期，M0上电，M0(2)关闭，M0(1)关闭并自锁。

首先，分析从步骤[1]到步骤[4]的工作过程(见图5-64):

当人接近自动门传感器时，输入继电器X0通电，X0闭合，M1通电(M1闭合)，步骤M1进入活动步骤。在步骤4之后选择分支。

(2)没有进入自动门时，高速关门只减速到关门位置，X4通电关闭。在步骤M5后选择分支。

图5-67潜污泵控制电路

图5-68潜污泵控制电路

读图时，将两张地图进行对比分析，读者可以自行读图。

PLC电气控制工程图示例

图5-67、5-68显示了两个潜污器启动、运行和停止的手动和自动控制的电气工程图

(3)当水位在低水位和高水位之间时，启动一台泵运行。

(4)当水位低于-8.76米和高于高水位-7.1米时，分别发出高低水位报警信号。

图5-68把控制电路分成几个环节。从PLC模块的接线图可以看出，梯形图是根据上述要求绘制的。阅读时，重点是在理解示意图的基础上，掌握如何阅读工程图。图中增加了手动自动转换开关、信号显示、交流/DC电源等辅助环节。读图员按照“先主后辅”的原则，先分析主要功能，再分析辅助环节。

图中超声波传感器发出电信号传输给PLC，PLC根据电信号对应的液位发出指令控制泵的运行状态。图5-68是一幅完整的施工图。明确表达了PLC模块的输入输出接线和与外界的连接方式。读者可以根据原理图和接线方式进行对比分析。