作者: Lashley Wang
关键词: 继电器
敲黑板
- 为什么要学习基于继电器的电路？
- 基于继电器的梯形图的基本结构是怎样的？
- 基于继电器的梯形图有哪两种放置方向？初学者更适合哪种？
- 什么是梯级的”导通性”？如何排查导通性故障？
为什么要学习基于继电器的电路？
继电器在工业控制和自动化中应用广泛。这包括安装在工业控制面板中的物理DIN导轨继电器。它还包括编程到可编程逻辑控制器（PLC）中的继电器梯形逻辑表示。这种相互关系很重要，因为理解物理继电器有助于理解梯形逻辑，反之亦然。
作为技术人员，您将花费大量时间排查有缺陷的现场设备和接线。您偶尔会检查PLC程序。作为工程师，您应该研究物理继电器模式，以更好地理解PLC如何与真实世界交互，并构建独立于PLC的故障安全电路。这还将帮助您编写更好的PLC代码，使未来的技术人员能够快速排查故障并将设备恢复至运行状态。
这是一篇多部分教育文章的第一部分，我们将探讨继电器和开关的常见模式/组合。鼓励您通过动手实验来学习这些电路，如图1所示。这是学习电路工作原理的最佳方法之一。它还将提高您的故障排查技能，因为在接线过程中您一定会犯错。这些实验是使用图1所示的小型训练器完成的，更多信息请参见本文。
技术提示 ：接线图是技术人员、装配工、工程师和元件制造商之间的共享语言。这是一种复杂的速记方式，使用标准化符号来表示特定设备以及对这些设备执行或作用于其上的操作。这些符号的介绍由NEMA标准ICS19-2002提供，最近一次修订于2021年。建议您下载并学习该文档的免费电子版。
掌握工业控制的第一步是理解基于继电器的梯形图逻辑结构。图2展示了一个小型“梯形图”。梯形图的两侧为电路提供电源。在此示例中，左侧为24V直流电，右侧为回路。
每个梯形图有一个或多个由两侧供电的梯级。图2中有两个梯级：
- 梯级 1 包含一个选择开关、一个常闭（N.C.）按钮（红色）、一个常开（N.O.）按钮（绿色）和一个继电器线圈。
- 梯级 2 包含一个继电器触点和一盏绿色面板指示灯。
注意，继电器和开关触点位于左侧，而继电器线圈和面板指示灯等输出位于右侧。这是大多数电路遵循的惯例，但少数例外情况如电机启动器的过载触点。
在图2的示例中，梯形图是竖直放置的，仿佛靠在墙上。这种传统的竖直方向可能具有挑战性，因为梯级从顶部开始向下延伸。这一点反映在图2中，梯级#1（左侧标签）位于顶部，梯级#2位于底部。
偶尔，我们会发现有些梯形图是横着放置的。两种方向各有优势。然而，初学者可能更喜欢将梯形图横放，因为梯级现在从左到右阅读，这对于英语阅读者来说更自然。在学习阅读和排查图纸故障时，将纸质原理图旋转90度可能有助于更好地理解电路。
“导通性 ”这一术语对于理解梯形图逻辑非常重要。我们说左侧的开关和触点提供导通性——即闭合电路——从而为右侧的线圈或面板指示灯供电。
在排查继电器电路故障时，我们通常从出故障的部件开始。例如，假设图2中的面板指示灯未点亮。我们的第一个动作是尝试为面板指示灯左侧的元件建立导通性。例如，K1是否处于激活状态？
假设K1未激活，我们向上游跳转到第1梯级。然后我们重复该过程，尝试为第1梯级左侧的元件建立导通性。我们可能遇到了“操作员错误”，因为选择开关可能未打开，或者常开按钮可能未被按下。也可能是电路存在损坏，例如开关故障或接线松动。
完成这些初步评估后，我们可能需要使用万用表对电路进行故障排查。第1梯级的#3导线是一个很好的起点，因为它是系统性半电压法故障排查的第一步。我们可以测试#3导线与直流回路之间的直流电压。如果存在电压，我们下一步测试#4导线。如果没有电压，我们的下一步测试是#2导线。此外，在某个阶段，我们应该检查了24伏直流电源。
技术提示 ：我们使用“导通性”一词来描述电流在梯级中的流动。当左侧的开关和触点提供完整的电气路径，从而激活右侧设备时，我们说该梯级具有导通性。这与万用表执行的“通断测试”相关但有所不同。本文档末尾的问题鼓励您思考是否可以使用万用表的通断测试功能来测试梯级的导通性。
有关继电器逻辑中的逻辑 “ 与 ” 模式¸ 请参见本文
结语
本文简要介绍基于继电器的梯形逻辑。如您所见，成功构建控制电路需要许多相互交织的概念。
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