傳統電工電氣控制圖轉換為PLC梯形圖方法研究（1）
1 概論
可編程控制器(plc)，其研發目的在于取代以繼電器為主之順序控制。近來由于半導體科技的日新月異，使得微處理機及其它ic等相關組件的價格日漸便宜，但功能則愈形增強，除了加、減、乘、除等算術演算、比較及數據處理等功能和其它便利的應用指令，加上數據通信網絡之構成，使得plc不但可與pc聯機操作，此外人機接口之提供，更可作工作程序或整個系統的圖形監控，故除了單一機臺之控制之外，更易于達成整廠自動化之目標，因此plc目前正廣泛應用于工廠自動化(fa)及彈性制造系統(fms)中，應用領域涵蓋了汽車工業、機械、鋼鐵工業、冶金、紡織、石油、化工、食品制造、自動倉儲、故障診斷及系統監控等各行各業中，堪稱為機電整合之利器、產業自動化之先鋒。
plc程序設計，一般均采用直覺法，也就是說它植基于電路設計者本身之學習經驗，較為主觀及直接。須經歷一段瞎子摸象的嘗試錯誤(try and error)時期，對程序進行除錯之后才能符合所需功能或動作要求；因此設計出來的程序因人而異，除了原程序設計者之外，使用者或維修人員較不易理解其動作流程，亦即程序的可讀性較低。但程序設計其實有些許脈絡可循，祇是坊間的書籍很少提及這一部份。以下姑且抱著野人獻曝的心情，以『三相感應電動機故障警報控制』電路為例，由傳統電工圖轉換為階梯圖的過程，淺談程序設計，相信爾后對于相關的回路轉換或程序設計，您或許可觸類旁通。
2 傳統電工圖
已知的三相感應電動機故障警報控制電路，其傳統電工圖，如圖1所示。
圖1 三相感應電動機故障警報控制電路圖
3 動作說明
1. 電源正常時，僅綠燈gl亮，電動機不動作。
2. 按下啟動按鈕pb1，電磁接觸器mc動作，電動機立即運轉，指示燈rl亮，綠燈gl熄。
3. 按下停止按鈕pb2，電磁接觸器mc斷電，電動機停止運轉，指示燈rl熄，綠燈gl亮。
4. 電動機在運轉中，因過載或其它故障原因，致使積熱電驛th-ry動作，電動機停止運轉，蜂鳴器bz發出警報，指示燈rl熄，綠燈gl亮。
5. 按下按鈕開關pb3，蜂鳴器bz停止警報，白燈wl亮，綠燈gl亮，紅燈rl熄。
6. 故障排除后，按下積熱電驛th-ry復歸桿，則白燈wl熄，綠燈gl亮，紅燈rl熄，可以重新起動電動機。
4 i/o編碼
使用plc，就是以軟件程序來取代硬件配線。傳統電工圖當中，主電路是plc無法取代的；plc可以取代的部份，是控制電路。由傳統電工圖轉換為階梯圖的第一個步驟，就是i/o編碼，亦即將傳統電工圖中的輸入/輸出組件，先行確定其在plc中所擬對應之外部輸入/輸出端子編號，以及外部輸入組件接線方式是采用a/b接點，如表1所示。
(a)：外部採a接點方式接線
(b)：外部採b接點方式接線
5 plc外部接線圖
輸入/輸出組件經i/o編碼，并決定外部輸入組件是采用a/b接點接線方式后，plc外部接線圖如圖2所示。圖中所示為豐煒vigor-vb系列plc機種，采用npn接線，亦即24v端子與s/s端子并接。
圖2 plc外部接線圖
可編程控制器(plc)，其研發目的在于取代以繼電器為主之順序控制。近來由于半導體科技的日新月異，使得微處理機及其它ic等相關組件的價格日漸便宜，但功能則愈形增強，除了加、減、乘、除等算術演算、比較及數據處理等功能和其它便利的應用指令，加上數據通信網絡之構成，使得plc不但可與pc聯機操作，此外人機接口之提供，更可作工作程序或整個系統的圖形監控，故除了單一機臺之控制之外，更易于達成整廠自動化之目標，因此plc目前正廣泛應用于工廠自動化(fa)及彈性制造系統(fms)中，應用領域涵蓋了汽車工業、機械、鋼鐵工業、冶金、紡織、石油、化工、食品制造、自動倉儲、故障診斷及系統監控等各行各業中，堪稱為機電整合之利器、產業自動化之先鋒。
plc程序設計，一般均采用直覺法，也就是說它植基于電路設計者本身之學習經驗，較為主觀及直接。須經歷一段瞎子摸象的嘗試錯誤(try and error)時期，對程序進行除錯之后才能符合所需功能或動作要求；因此設計出來的程序因人而異，除了原程序設計者之外，使用者或維修人員較不易理解其動作流程，亦即程序的可讀性較低。但程序設計其實有些許脈絡可循，祇是坊間的書籍很少提及這一部份。以下姑且抱著野人獻曝的心情，以『三相感應電動機故障警報控制』電路為例，由傳統電工圖轉換為階梯圖的過程，淺談程序設計，相信爾后對于相關的回路轉換或程序設計，您或許可觸類旁通。
2 傳統電工圖
已知的三相感應電動機故障警報控制電路，其傳統電工圖，如圖1所示。
圖1 三相感應電動機故障警報控制電路圖
3 動作說明
1. 電源正常時，僅綠燈gl亮，電動機不動作。
2. 按下啟動按鈕pb1，電磁接觸器mc動作，電動機立即運轉，指示燈rl亮，綠燈gl熄。
3. 按下停止按鈕pb2，電磁接觸器mc斷電，電動機停止運轉，指示燈rl熄，綠燈gl亮。
4. 電動機在運轉中，因過載或其它故障原因，致使積熱電驛th-ry動作，電動機停止運轉，蜂鳴器bz發出警報，指示燈rl熄，綠燈gl亮。
5. 按下按鈕開關pb3，蜂鳴器bz停止警報，白燈wl亮，綠燈gl亮，紅燈rl熄。
6. 故障排除后，按下積熱電驛th-ry復歸桿，則白燈wl熄，綠燈gl亮，紅燈rl熄，可以重新起動電動機。
4 i/o編碼
使用plc，就是以軟件程序來取代硬件配線。傳統電工圖當中，主電路是plc無法取代的；plc可以取代的部份，是控制電路。由傳統電工圖轉換為階梯圖的第一個步驟，就是i/o編碼，亦即將傳統電工圖中的輸入/輸出組件，先行確定其在plc中所擬對應之外部輸入/輸出端子編號，以及外部輸入組件接線方式是采用a/b接點，如表1所示。
(a)：外部採a接點方式接線
(b)：外部採b接點方式接線
5 plc外部接線圖
輸入/輸出組件經i/o編碼，并決定外部輸入組件是采用a/b接點接線方式后，plc外部接線圖如圖2所示。圖中所示為豐煒vigor-vb系列plc機種，采用npn接線，亦即24v端子與s/s端子并接。
圖2 plc外部接線圖
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：鞏經理
：13915946763
：南京塞姆泵業有限公司
