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用PLC对继电器控制电路技术改造的基本方法与步骤

——可编程序控制器、电气控制电路课程实训教学的体会

杨虹

摘要:继电器构成的电气控制系统，存在着控制逻辑变化不灵活、故障率高、

可靠性低、维修难度大、生产效率低等缺陷,不能适应现代工业自动化生产的要

求。为提高系统可靠性，降低故障率，减少维修工作量，提高生产效率，可采用可

编程序控制器(PLC)，对老设备的继电器控制电路进行技术改造与升级。本文以摇

臂钻床的继电器控制电路为例，谈谈用PLC对继电器控制电路技术改造的基本原

则、方法与步骤，以及注意事项。

关键词:可编程序控制器(PLC);梯形图;继电器控制电路;技术改造的基本方法

与步骤。

一、引言

单纯使用继电器构成的电气控制系统，是由众多各种各样的继电器组成的，其

存在如下缺陷:

1、控制逻辑是按电气控制原理图的要求，将各继电器用导线连接起来而实现

的硬逻辑，随产品加工工艺变化,控制系统的控制逻辑也要变化，这时需要更改控

制电路的接线，这就造成设备控制逻辑变化不灵活，生产成本高、生产效率低、劳

动强度大。

2、各电器元件之间的导线连接密如蛛网，只要一个电器或一根导线出现故

障，系统就不能正常工作，造成故障率高、可靠性低、抗干扰能力差，维修难度

大。

由于继电器构成的电气控制系统所暴露出来的缺陷，越来越不能适应现代工业

自动化生产的要求。为了提高电气控制系统自动化程度，减轻维修强度、保证产品

质量、提高生产效率、降低生产成本，采用具有运算速度高、指令丰富、功能强

大、可靠性高、使用方便、编程灵活(通过编程可灵活改变控制逻辑)、抗干扰能力

强等特点的可编程序控制器(PLC)，再辅以变频器、触摸屏等设备，就可实现对老

设备的技术改造与升级。

本文根椐本人多年从事可编程序控制器(PLC)与电气控制电路课程实训教学，

以及维修电工中、高级工和技师职业技能培训教学与鉴定的实践，以摇臂钻床的继

电器控制电路为例，谈谈用PLC对继电器控制电路技术改造的基本原则、方法与步

骤。

二、基本方法

由于老设备中原有的继电器控制系统是经过长期使用和考验，已经被证明能完

成设备系统要求的控制功能。因此用PLC改造继电器控制系统时，需要注意以下基

本原则和方法:

1、一般不需要改动原控制面板各按钮、开关的功能、标识和布局，保持控制

系统原有的外部特性。这样操作人员就不用改变长期形成的操作习惯。

2、继电器电路图与PLC编程语言梯形图在表示方法和分析方法方面有很多相

似之处，因此可以将继电器电路图“转换”为具有相同功能的PLC外部硬件接线图

和梯形图。

3、虽然继电器电路图与PLC编程语言梯形图有很多相似之处，但它们在控制

逻辑的实现上还是有本质的区别:继电器控制系统是由硬件元件组成的，其控制逻

辑是按电路图的要求

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用导线将各继电器连接成特定电路来实现。而由PLC为核心的控制系统，其控

制逻辑则由PLC的控制程序——梯形图实现的。

4、分析PLC控制系统的功能时，将PLC想象成继电器控制系统的控制箱，PLC

外部硬件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“线

路”，梯形图的输入、输出继电器是这个控制箱与外部电路联系的“接口继电

器”。

5、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，

将梯形图中输出继电器的线圈想象成对应的外部负载的线圈。

6、出于安全考虑和某些控制需要，有的设备外部负载的线圈除了受梯形图(逻

辑)控制外，还可能受外部按钮或开关触点的控制，比如紧急停车、刀架的短时快

速移动等的控制。这在技术改造时要充分考虑。

本文中摇臂钻床继电器控制电路的主轴电机，由于加工工艺的需要，保留原控

制电路，其控制接触器KM1直接受按钮SB1、SB2控制，而不受PLC控制。

三、基本步骤

以摇臂钻床的继电器控制电路为例，其原理图如图1所示，将继电器电路图转

换成功能相同的PLC外部接线图和梯形图如图2、3所示。PLC选择三菱FX-24MR。

具体步骤如下。1N

1、了解和熟悉被控设备的工艺过程和

机械动作情况。根据继电器电路图分析和

掌握控制系统的工作原理，这样才能在设

计和调试控制系统时做到心中有数。

钻床的主轴电机由接触器KM1控制，摇

臂的升降电机由KM2和KM3控制，立柱的松

开和夹紧电机用KM4和KM5