使用PLC改造繼電器控制系統時，因為原有的繼電器控制系統經過長期使用和考驗，已被證明能夠完成系統要求的控制功能，而且繼電器電路圖和梯形圖在表示方法和分析方法上有很多相似之處，因此可以根據繼電器電路圖設計梯形圖，即將繼電器電路圖轉換為具有相同功能的plc外部硬件接線圖和梯形圖。此設計方法一般不需要改動控制面板，保持了系統的原有特性，操作人員不用改變長期形成的操作習慣，因而成為一種實用方便的設計方法。

1.轉換方法和步驟

繼電器電路圖是一個純粹的硬件電路圖，將它改為plc控制時，需要用plc的外部接線圖和梯形圖來等效繼電器電路圖，其具體方法和步驟如下：

（1）了解和熟悉被控設備的工作原理、工藝過程和機械的動作情況，根據繼電器電路圖分析和掌握控制系統的工作原理。

（2）確定plc的輸人信號和輸出負載。繼電器電路圖中的交流接觸器和電磁閥等執行機構如果用plc的輸出位來控制，它們的線圈在plc的輸出端。按鈕、操作開關和行程開關、接近開關等提供plc的數字量輸人信號繼電器。電路圖中的中間繼電器和時間繼電器的功能用plc內部的存儲器位和定時器來完成，它們與plc的輸人位、輸出位無關。

（3）確定與繼電器電路圖中的中間、時間繼電器對應的梯形圖中的存儲器和定時器、計數器的地址，輸入輸出元件與梯形圖元件的對應關系。

（4）根據上述的對應關系畫出梯形圖。

2.梯形圖設計注意事項

根據繼電器電路圖設計plc的外部接線圖和梯形圖時應注意以下問題：

（1）應遵守梯形圖語言中的語法規定。由于工作原理不同，梯形圖不能照搬繼電器電路中的某些處理方法。

（2）適當的分離繼電器電路圖中的某些電路。設計繼電器電路圖時的一個基本原則是盡量減少圖中使用的觸點這意味著成本的節約，但是這往往會使某些線圈的控制電路交織在一起。在設計梯形圖時首要的問題是設計的思路要清楚，設計出的梯形圖容易閱讀和理解，并不是特別在意是否多用幾個觸點，因為這不會增加硬件的成本，只是在輸人程序時需要多花一點時間。

（3）盡量減少plc的輸人和輸出點。plc的價格與點數有關，因此輸人、輸出信號的點數是降低硬件費用的主要措施。

（4）時間繼電器的處理時間繼電器除了有延時動作的觸點外，還有在線圈通電瞬間接通的瞬動觸點。在梯形圖中，可以在定時器的線圈兩端并聯存儲器位的線圈，它的觸點相當于定時器的瞬動觸點。

（5）設置中間單元，在梯形圖中，若多個線圈都受某一觸點串并聯電路的控制。為了簡化電路，在梯形圖中可以設置中間單元，即用該電路來控制某存儲位，在各線圈的控制電路中使用其常開觸點。

（6）設立外部互鎖電路，由于軟件動作時間原因，即使在梯形圖已經完成互鎖，為確保不同時動作，還要在plc外部設置硬件聯鎖電路。

（7）外部負載的額定電壓，plc雙向晶閘管輸出模塊一般只能驅動額定電壓ac220v的負載，系統交流接觸器應換成220v電壓的線圈。

3.電機星角啟動轉換案例

以三相異步電動機星三角起動為例，示范具體轉換過程以及典型問題的處理。星三角起動繼電器控制電路原理圖如圖1（a）圖所示。plc系統i/o分配方案如下：輸入sb1對應x1，sb2對應x2，輸出km1、km2、km3分別對應y1、y2、y3。根據上述提供的方法以及注意事項得到plc梯形圖如圖1（b）圖所示。

（a）星三角起動繼電器控制原理圖 b）星三角起動plc控制梯形圖

圖1 繼電器控制電路轉換梯形圖示例

由圖中可以看出，采用梯形圖可以適當設置中間環節（輔助繼電器m1），以使程序更加簡潔；元器件使用沒有數量限制，通斷狀態也不構成硬件成本，所以梯形圖設計中定時器t0一直保持通電狀態；對于km1（y1）與km2（y2）除了進行梯形圖互鎖之外還要進行硬件聯鎖，以確保其不同時導通。

論文討論了由繼電器控制電路轉換plc梯形圖的必要性，轉換方法與步驟，在轉換設計中需要注意的問題等相關內容，同時以異步電動星三角起動控制說明具體轉換過程。總之我們設計過時應當注意梯形圖是plc程序，是一種軟件，而繼電器電路是硬件電路組成的，梯形圖和繼電器電路是有本質區別的。轉換時既要找到二者共同之處，又要看到工作機理的不同，只有這樣才能準確地完成由繼電器控制電路到plc梯形圖的轉換。