一、PLC 控制柜接線的基本原則

1. 按圖接線：這是接線的最高準(zhǔn)則。在接線之前，必須仔細(xì)閱讀圖紙，充分領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)者的意圖。不能僅憑個(gè)人所謂的豐富經(jīng)驗(yàn)接線，若發(fā)現(xiàn)圖紙中有不明之處或矛盾之處，應(yīng)第一時(shí)間與設(shè)計(jì)師聯(lián)系確認(rèn)，待無(wú)誤后再進(jìn)行接線施工。例如，在一個(gè)復(fù)雜的工業(yè)自動(dòng)化項(xiàng)目中，若接線人員不按圖接線，可能會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，影響整個(gè)生產(chǎn)流程。
2. 清晰的接線順序：接線順序要清晰明了，流程簡(jiǎn)單且具有可檢查性。然而，在實(shí)際操作中，很多人往往只是簡(jiǎn)單地將線頭一接，盒子一蓋就完事，這給后期的維護(hù)和檢修帶來(lái)了很大的困難。
3. 運(yùn)用接線技巧和專(zhuān)業(yè)工具：要多多學(xué)習(xí)接線技巧，善于靈活運(yùn)用專(zhuān)業(yè)工具。以下是一些常見(jiàn)問(wèn)題及解答：
   • 單芯線和多芯線的處理：?jiǎn)涡揪€剝皮后可直接壓入，多芯線建議使用冷壓端子，不建議搪錫。因?yàn)樘洛a可能會(huì)導(dǎo)致線芯變硬，影響接線的穩(wěn)定性。
   • PLC 擴(kuò)展模塊的接線處理：當(dāng) PLC 的擴(kuò)展模塊較多時(shí)，對(duì)于公共端和供電端的接線，建議在現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)設(shè)備時(shí)，將供電電源在端子上分配短接后分別引入用戶(hù)點(diǎn)，并使用線號(hào)管或在端子上做好標(biāo)記指明去處。這樣做直觀明了，相互之間影響小，不希望從一點(diǎn)并到另一點(diǎn)，也不希望一個(gè)端子下接兩根以上的線。對(duì)于電源端子排，使用帶保險(xiǎn)的端子或端子上下之間可以斷開(kāi)連接的那種，在查找短路故障時(shí)會(huì)非常方便。

二、PLC 內(nèi)外部電路

1. 外部電路接線
   • 傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)控制采用接觸器電氣控制線路，其控制邏輯由交流接觸器 KM 線圈、指示燈 HL1、HL2、熱繼電器常閉觸頭 FR、停止按鈕 SB2、起動(dòng)按鈕 SB1 及接觸器常開(kāi)輔助觸頭 KM 通過(guò)導(dǎo)線連接實(shí)現(xiàn)。合上 QS 后按下起動(dòng)按鈕 SB1，則線圈 KM 通電并自鎖，接通指示燈 HL1 所在支路的輔助觸頭 KM 及主電路中的主觸頭，HL1 亮、電動(dòng)機(jī) M 起動(dòng)；按下停止按鈕 SB2，則線圈 KM 斷電，指示燈 HL1 滅，M 停轉(zhuǎn)。
   • 采用 SIEMENS 的一款 S7 系列 PLC 實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)控制時(shí)，主電路保持不變，熱繼電器常閉觸頭 FR、停止按鈕 SB2、起動(dòng)按鈕 SB1 等作為 PLC 的輸入設(shè)備接在 PLC 的輸入接口上，而交流接觸器 KM 線圈、指示燈 HL1、HL2 等作為 PLC 的輸出設(shè)備接在 PLC 的輸出接口上?？刂七壿嬐ㄟ^(guò)執(zhí)行按照電動(dòng)機(jī)全壓控制要求編寫(xiě)并存入程序存儲(chǔ)器內(nèi)的用戶(hù)程序?qū)崿F(xiàn)。
   • 傳統(tǒng)接觸器控制線路圖
     
     
   • PLC 控制接線圖
     
     
2. 建立內(nèi)部 I/O 映像區(qū)：在 PLC 存儲(chǔ)器內(nèi)開(kāi)辟了 I/O 映像存儲(chǔ)區(qū)，用于存放 I/O 信號(hào)的狀態(tài)，分別稱(chēng)為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器，此外 PLC 其它編程元件也有相對(duì)應(yīng)的映像存儲(chǔ)器，稱(chēng)為元件映像寄存器。I/O 映像區(qū)的大小由 PLC 的系統(tǒng)程序確定，對(duì)于系統(tǒng)的每一個(gè)輸入點(diǎn)總有一個(gè)輸入映像區(qū)的某一位與之相對(duì)應(yīng)，對(duì)于系統(tǒng)的每一個(gè)輸出點(diǎn)也都有輸出映像區(qū)的某一位與之相對(duì)應(yīng)，且系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)的編址號(hào)與 I/O 映像區(qū)的映像寄存器地址號(hào)也對(duì)應(yīng)。PLC 工作時(shí)，將采集到的輸入信號(hào)狀態(tài)存放在輸入映像區(qū)對(duì)應(yīng)的位上，運(yùn)算結(jié)果存放到輸出映像區(qū)對(duì)應(yīng)的位上，PLC 在執(zhí)行用戶(hù)程序時(shí)所需描述輸入繼電器的等效觸頭或輸出繼電器的等效觸頭、等效線圈狀態(tài)的數(shù)據(jù)取用于 I/O 映像區(qū)，而不直接與外部設(shè)備發(fā)生關(guān)系。I/O 映像區(qū)的建立使 PLC 工作時(shí)只和內(nèi)存有關(guān)地址單元內(nèi)所存的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)生關(guān)系，而系統(tǒng)輸出也只是給內(nèi)存某一地址單元設(shè)定一個(gè)狀態(tài)數(shù)據(jù)。這樣不僅加快了程序執(zhí)行速度，而且使控制系統(tǒng)與外界隔開(kāi)，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。
3. 內(nèi)部等效電路：以起動(dòng)按鈕 SB1 為例，其接入接口 I0.0 與輸入映像區(qū)的一個(gè)觸發(fā)器 I0.0 相連接，當(dāng) SB1 接通時(shí)，觸發(fā)器 I0.0 就被觸發(fā)為 “1” 狀態(tài)，而這個(gè) “1” 狀態(tài)可被用戶(hù)程序直接引用為 I0.0 觸頭的狀態(tài)，此時(shí) I0.0 觸頭與 SB1 的通斷狀態(tài)相同，則 SB1 接通，I0.0 觸頭狀態(tài)為 “1”，反之 SB1 斷開(kāi)，I0.0 觸頭狀態(tài)為 “0”。由于 I0.0 觸發(fā)器功能與繼電器線圈相同且不用硬連接線，所以 I0.0 觸發(fā)器等效為 PLC 內(nèi)部的一個(gè) I0.0 軟繼電器線圈，直接引用 I0.0 線圈狀態(tài)的 I0.0 觸頭就等效為一個(gè)受 I0.0 線圈控制的常開(kāi)觸頭（或稱(chēng)為動(dòng)合觸頭）。同理，停止按鈕 SB2 與 PLC 內(nèi)部的一個(gè)軟繼電器線圈 I0.1 相連接，SB2 閉合，I0.1 線圈的狀態(tài)為 “1”，反之為 “0”，而繼電器線圈 I0.1 的狀態(tài)被用戶(hù)程序取反后引用為 I0.1 觸頭的狀態(tài)，所以 I0.1 等效為一個(gè)受 I0.1 線圈控制的常閉觸頭（或稱(chēng)動(dòng)斷觸頭）。而輸出觸頭 Q0.0、Q0.1 則是 PLC 內(nèi)部繼電器的物理常開(kāi)觸頭，一旦閉合，外部相應(yīng)的 KM 線圈、指示燈 HL1 就會(huì)接通。PLC 輸出端有輸出電源用的公共接口 COM。
   • PLC 內(nèi)部等效電路圖
     

三、PLC 控制系統(tǒng)

1. PLC 控制系統(tǒng)構(gòu)成：用 PLC 實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)電氣控制系統(tǒng)，其主電路基本保持不變，而用 PLC 替代電氣控制線路。該系統(tǒng)可分成輸入電路、內(nèi)部控制電路和輸出電路三個(gè)部分。
   • 輸入電路：輸入電路的作用是將輸入控制信號(hào)送入 PLC，輸入設(shè)備為按鈕 SB1、SB2 及 FR 常閉觸頭。外部輸入的控制信號(hào)經(jīng) PLC 輸入到對(duì)應(yīng)的一個(gè)輸入繼電器，輸入繼電器可提供任意多個(gè)常開(kāi)觸頭和常閉觸頭，供 PLC 內(nèi)部控制電路編程使用。
   • 輸出電路：輸出電路的作用是將 PLC 的輸出控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為能夠驅(qū)動(dòng) KM 線圈和 HL1 指示燈的信號(hào)。PLC 內(nèi)部控制電路中有許多輸出繼電器，每個(gè)輸出繼電器除了為 PLC 內(nèi)部控制電路提供編程用的常開(kāi)觸頭和常閉觸頭外，還為輸出電路提供一個(gè)常開(kāi)觸頭與輸出端口相連，該觸頭稱(chēng)為內(nèi)部硬觸頭，是一個(gè)內(nèi)部物理常開(kāi)觸頭。通過(guò)該觸頭驅(qū)動(dòng)外部的 KM 線圈和 HL1 指示燈等負(fù)載，而 KM 線圈再通過(guò)主電路中 KM 主觸頭去控制電動(dòng)機(jī) M 的起動(dòng)與停止。驅(qū)動(dòng)負(fù)載的電源由外部電源提供，PLC 的輸出端口中還有輸出電源用的 COM 公共端。
   • 內(nèi)部控制電路：內(nèi)部控制電路由按照被控電動(dòng)機(jī)實(shí)際控制要求編寫(xiě)的用戶(hù)程序形成，其作用是按照用戶(hù)程序規(guī)定的邏輯關(guān)系，對(duì)輸入、輸出信號(hào)的狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算、處理和判斷，然后得到相應(yīng)的輸出控制信號(hào)，通過(guò)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備，如電動(dòng)機(jī) M、指示燈 HL1 等。用戶(hù)程序通過(guò)個(gè)人計(jì)算機(jī)通信或編程器輸入等方式，把程序語(yǔ)句全部寫(xiě)到 PLC 的用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中。用戶(hù)程序的修改只需通過(guò)編程器等設(shè)備改變存儲(chǔ)器中的某些語(yǔ)句，不會(huì)改變控制器內(nèi)部接線，實(shí)現(xiàn)了控制的靈活性。
   • PLC 控制系統(tǒng)基本構(gòu)成框圖
     
     
2. PLC 控制梯形圖：梯形圖是一種將 PLC 內(nèi)部等效成由許多內(nèi)部繼電器的線圈、常開(kāi)觸頭、常閉觸頭或功能程序塊等組成的等效控制線路。
   • 梯形圖常用等效控制元件符號(hào)
     
   • 電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)控制梯形圖
     
   • 梯形圖與電氣控制線路圖的差異
     • 繼電器元件物理結(jié)構(gòu)不同：PLC 梯形圖中的線圈、觸頭只是功能上與電氣元件的線圈、觸頭等效。梯形圖中的線圈、觸頭在物理意義上只是輸入、輸出存儲(chǔ)器中的一個(gè)存儲(chǔ)位，與電氣元件的物理結(jié)構(gòu)不同。
     • 繼電器元件的通斷狀態(tài)不同：梯形圖中繼電器元件的通斷狀態(tài)與相應(yīng)存儲(chǔ)位上的保存的數(shù)據(jù)相關(guān)，如果該存儲(chǔ)位的數(shù)據(jù)為 “1”，則該元件處于 “通” 狀態(tài)，如果該位數(shù)據(jù)為 “0”，則表示處于 “斷” 狀態(tài)。與電氣元件實(shí)際的通斷狀態(tài)不同。
     • 繼電器元件狀態(tài)切換過(guò)程不同：梯形圖中繼電器元件的狀態(tài)切換只是 PLC 對(duì)存儲(chǔ)位的狀態(tài)數(shù)據(jù)的操作，如果 PLC 對(duì)常開(kāi)觸頭等效的存儲(chǔ)位數(shù)據(jù)賦值為 “1”，就完成動(dòng)合操作過(guò)程，同樣如對(duì)常閉觸頭等效的存儲(chǔ)位數(shù)據(jù)賦值為 “0”，就可完成動(dòng)斷操作過(guò)程，切換操作過(guò)程沒(méi)有時(shí)間延時(shí)。而電氣元件線圈、觸頭進(jìn)行動(dòng)合或動(dòng)斷切換時(shí)，必定有時(shí)間延時(shí)，且一般要經(jīng)過(guò)先斷開(kāi)后閉合的操作過(guò)程。
     • 繼電器所屬觸頭數(shù)量不同：如果 PLC 從輸入繼電器 I0.0 相應(yīng)的存儲(chǔ)位中取出了位數(shù)據(jù) “0”，將之存入另一個(gè)存儲(chǔ)器中的一個(gè)存儲(chǔ)位，被存入的存儲(chǔ)位就成了受 I0.0 繼電器控制的一個(gè)常開(kāi)觸頭，被存入的數(shù)據(jù)為 “0”；如在取出位數(shù)據(jù) “0” 之后先進(jìn)行取反操作，再存入一個(gè)存儲(chǔ)器的一個(gè)存儲(chǔ)位，則該位存入的數(shù)據(jù)為 “1”，該存儲(chǔ)位就成了受繼電器 I0.0 控制的一個(gè)常閉觸頭。只要 PLC 內(nèi)部存儲(chǔ)器足夠多，這種位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作就可無(wú)限次進(jìn)行，而每進(jìn)行一次操作，就可產(chǎn)生一個(gè)梯形圖中的繼電器觸頭，由此可見(jiàn)，梯形圖中繼電器觸頭原則上可以無(wú)限次反復(fù)使用。但是 PLC 內(nèi)部的線圈通常只能引用一次，如需重復(fù)使用同一地址編號(hào)的線圈應(yīng)慎之又慎。與 PLC 不同的是電氣元件中觸頭數(shù)量是有限的。
     • 梯形圖畫(huà)法規(guī)則：梯形圖每一行畫(huà)法規(guī)則為從左母線開(kāi)始，經(jīng)過(guò)觸頭和線圈（或功能方框），終止于右母線。一般并聯(lián)單元畫(huà)在每行的左側(cè)、輸出線圈則畫(huà)在右側(cè)，其余串聯(lián)元件畫(huà)在中間。