一、概述
plc控制取代繼電器控制已是大勢(shì)所趨，如果用plc改造繼電器控制系統(tǒng)，根據(jù)原有的繼電器電路圖來(lái)設(shè)計(jì)梯形圖顯然是一條捷徑。這是由于原有的繼電器控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的使用和考驗(yàn)，已經(jīng)被證明能完成系統(tǒng)要求的控制功能，而繼電器電路圖又與梯形圖有很多相似之處，因此可以將繼電器電路圖經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)摹胺g”，從而設(shè)計(jì)出具有相同功能的plc梯形圖程序，所以將這種設(shè)計(jì)方法稱(chēng)為“移植設(shè)計(jì)法”或“翻譯法”。
在分析plc控制系統(tǒng)的功能時(shí)，可以將plc想象成一個(gè)繼電器控制系統(tǒng)中的控制箱。plc外部接線圖描述的是這個(gè)控制箱的外部接線，plc的梯形圖程序是這個(gè)控制箱內(nèi)部的“線路圖”，plc輸入繼電器和輸出繼電器是這個(gè)控制箱與外部聯(lián)系的“中間繼電器”，這樣就可以用分析繼電器電路圖的方法來(lái)分析plc控制系統(tǒng)。
我們可以將輸入繼電器的觸點(diǎn)想象成對(duì)應(yīng)的外部輸入設(shè)備的觸點(diǎn)，將輸出繼電器的線圈想象成對(duì)應(yīng)的外部輸出設(shè)備的線圈。外部輸出設(shè)備的線圈除了受plc的控制外，可能還會(huì)受外部觸點(diǎn)的控制。用上述的思想就可以將繼電器電路圖轉(zhuǎn)換為功能相同的plc外部接線圖和梯形圖。
二、移植設(shè)計(jì)法的編程步驟
1．分析原有系統(tǒng)的工作原理
了解被控設(shè)備的工藝過(guò)程和機(jī)械的動(dòng)作情況，根據(jù)繼電器電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理。
2．plc的i/o分配
確定系統(tǒng)的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，進(jìn)行plc的i/o分配，畫(huà)出plc外部接線圖。
3．建立其它元器件的對(duì)應(yīng)關(guān)系
確定繼電器電路圖中的中間繼電器、時(shí)間繼電器等各器件與plc中的輔助繼電器和定時(shí)器的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
以上（2）和（3）兩步建立了繼電器電路圖中所有的元器件與plc內(nèi)部編程元件的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)于移植設(shè)計(jì)法而言，這非常重要。在這過(guò)程中應(yīng)該處理好以幾個(gè)問(wèn)題：
1）繼電器電路中的執(zhí)行元件應(yīng)與plc的輸出繼電器對(duì)應(yīng)，如交直流接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈等；
2）繼電器電路中的主令電器應(yīng)與plc的輸入繼電器對(duì)應(yīng)，如按鈕、位置開(kāi)關(guān)、選擇開(kāi)關(guān)等。熱繼電器的觸點(diǎn)可作為plc的輸入，也可接在plc外部電路中，主要是看plc的輸入點(diǎn)是否富裕。注意處理好plc內(nèi)、外觸點(diǎn)的常開(kāi)和常閉的關(guān)系。
3）繼電器電路中的中間繼電器與plc的輔助繼電器對(duì)應(yīng)；
4）繼電器電路中的時(shí)間繼電器與plc的定時(shí)器或計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)，但要注意：時(shí)間繼電器有通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型兩種，而定時(shí)器只有“通電延時(shí)型”一種。
4．設(shè)計(jì)梯形圖程序
根據(jù)上述的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將繼電器電路圖“翻譯”成對(duì)應(yīng)的“準(zhǔn)梯形圖”，再根據(jù)梯形圖的編程規(guī)則將“準(zhǔn)梯形圖”轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)合理的梯形圖。對(duì)于復(fù)雜的控制電路可劃整為零，先進(jìn)行局部的轉(zhuǎn)換，最后再綜合起來(lái)。
5．仔細(xì)校對(duì)、認(rèn)真調(diào)試
對(duì)轉(zhuǎn)換后的梯形圖一定要仔細(xì)校對(duì)、認(rèn)真調(diào)試，以保證其控制功能與原圖相符。
三、舉例
1．臥式鏜床繼電器控制系統(tǒng)分析
如圖1所示為某臥式鏜床繼電器控制系統(tǒng)的電路圖，包括主電路、控制電路、照明電路和指示電路。鏜床的主軸電機(jī)m1是雙速異步電動(dòng)機(jī)，中間繼電器ka1和ka2控制主軸電機(jī)的起動(dòng)和停止，接觸器km1和km2控制主軸電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，接觸器km4、km5和時(shí)間繼電器kt控制主軸電機(jī)的變速，接觸器km3用來(lái)短接串在定子回路的制動(dòng)電阻。sq1、sq2和sq3、sq4是變速操縱盤(pán)上的限位開(kāi)關(guān)，sq5和sq6是主軸進(jìn)刀與工作臺(tái)移動(dòng)互鎖限位開(kāi)關(guān)，sq7和sq8是鏜頭架和工作臺(tái)的正、反向快速移動(dòng)開(kāi)關(guān)。
圖1 臥式鏜床的繼電器控制電路
2．畫(huà)plc外部接線圖
改造后的plc控制系統(tǒng)的外部接線圖中，主電路、照明電路和指示電路同原電路不變，控制電路的功能由plc實(shí)現(xiàn)，plc的i/o接線圖如圖2所示。
圖2 臥式鏜床plc控制系統(tǒng)i/o接線圖
3．設(shè)計(jì)梯形圖
根據(jù)plc的i/o對(duì)應(yīng)關(guān)系，再加上原控制電路（圖1）中ka1、ka2和kt分別與plc內(nèi)部的m300、m301和t0相對(duì)應(yīng)，可設(shè)計(jì)出plc的梯形圖如圖3所示。
圖3 臥式鏜床plc控制系統(tǒng)的梯形圖
設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意梯形圖與繼電器電路圖的區(qū)別。梯形圖是一種軟件，是plc圖形化的程序，plc梯形圖是串行工作的，而在繼電器電路圖中，各電器可以同時(shí)動(dòng)作（并行工作）。
移植設(shè)計(jì)法主要是用來(lái)對(duì)原有機(jī)電控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，這種設(shè)計(jì)方法沒(méi)有改變系統(tǒng)的外部特性，對(duì)于操作工人來(lái)說(shuō)，除了控制系統(tǒng)的可靠性提高之外，改造前后的系統(tǒng)沒(méi)有什么區(qū)別，他們不用改變長(zhǎng)期形成的操作習(xí)慣。這種設(shè)計(jì)方法一般不需要改動(dòng)控制面板及器件，因此可以減少硬件改造的費(fèi)用和改造的工作量。