PLC输入输出点数的扩展方法.doc

可编程控制器（PLC）输入/输出点数的扩展方法Extension means that the programmable controller ( PLC ) input/output points彭增良 沧州炼油厂渤海五公司Peng zeng-liangBohai No.5 Company of Cangzhou Oil Refinery摘要 本文从软件、硬件两个方面介绍了在不增加硬件的情况下扩展PLC的I/O点数的几种方法，减少了硬件开销，提高了PLC输入/输出点的利用效率，节省了PLC输入/输出点的实际使用数量，减小了PLC的体积，节约了成本。关键词 可编程控制器（PLC） I/O点数 I/O单元 梯形图Abstract: The article introduces some means that the programmable controllers input/output points through two respects on the software and hardware that dont add additional hardware, and the means use less hardware and increase the effectiveness of the PLCs input/output usage. and decrease the bulk of PLC and cost less.Key words: PLC I/O points I/O points ladder diagrams一、 引言 近几年来，可编程序控制器以其可靠性高、适应性强、灵活性好、编程简单、容易掌握等特性，在各个领域发挥越来越重要的作用。在PLC控制系统中，PLC作为主要控制设备，必然与控制对象中各种输入信号（如按钮、限位开关、拔动开关、继电器的触点及其它检测信号等）和输出设备（如继电器线圈、接触器线圈、电磁阀等执行元件）相关联。在实际工作中，由于受PLC应用系统规模的限制，PLC输入/输出点数往往不够用。为此若采用扩展输入/输出单元或更换点数更多的PLC来解决有时又不合算，为了降低系统硬件的开销，常常采用各种技巧减少系统占用的输入/输出点数。本文从硬件、软件两个方面介绍在不增加硬件情况下扩展PLC I/O点数的几种方法。二、扩展I/O点数的方法（一） 分组输入 有些PLC控制既有手动控制又有自动控制，而自动控制程序和手动控制程序不会同时执行，这时可将自动与手动信号按不同控制状态要求分组接入PLC输入端子，如图1所示（本文以三菱FX2小型PLC编号分配为例进行梯形图设计）。图中SA用来选择自动/手动程序，供自动/手动切换之用，SB2和SB1按钮都使用X0输入端，但它们不会同时起作用，图中的二极管用来切断寄生信号，避免错误信号的产生。这样，通过PLC的硬件公共点（COM）接线的转换和软件分时执行各自不同的用户程序段的方法，使得PLC的一个输入点可分别反应两个输入信号的状态，起到两输入点的作用，来完成PLC在两种工作状态下的输入功能，提高了PLC输入点的利用效率，节省了PLC输入点的实际数量。其它X1-X7端相似 。 （二）、 采用硬件接线完成简单的“与”、 “或”逻辑，减少电路I/O点数 1、减少电路输入点数图1. 分组接入PLC输入端子 图2是一个由继电器、接触器组成的电动机起动、停止两地控制电路，可以实现电动机在两个地方起动、停止的控制。如将此电路改为PLC控制，PLC输入电路有多种接法，对应的梯形图也有多种。从图3和图4这两种接线图及相应的梯形图可以看出，图3的接线占用输入最多（共五个），梯形图也显得复杂，但判断输入设备故障时形象较直观。当PLC输入点比较紧张时，可采用图4所示的输入接线图，它占用PLC输入点较少（共三个），相应的梯形图也比较简单。 图2. 电机起停两地控制电路图3. 图2的PLC控制图图4. 图3的PLC改进输入法2、减少所需PLC的输出点 对于通断状态完全相同的负载，在PLC的输出端点功率允许的情况下可并联于同一输出端点，即一个输出端点带多个负载。例如输出信号灯与负载并联，如图5所示，这样可减少一半输出点数。但要注意不能超出每个端点的允许负载能力。 图5. 信号灯与负载并联时的情况此外，还可采用三线-八线编码、译码方法，只增加少量的外部元件，即可实现将八个显示输出口减少为三个输出口。 三、通过软件编程减少电路I/O点数 （一）、用一个按钮实现起动和停止 一般情况下，PLC控制的外部设备至少要有一个起动按钮和一个总停止按钮作为输入信号，来控制程序的运行和停止，因此至少需要两个输入点。当输入的总点数紧张时，也可用一个自复位按钮SB3实现起动和停止两种控制，其输入接线如图6所示，相应的梯形图可采用图7或图8所示的两种设计方法。图7中的M0为内部继电器，作中间环节使用。图8中采用了置位、复位指令及定时器T0来完成单按钮实现起动和停止的功能。采用图8所示的梯形图时，应注意T0的设定值应大于按钮X0按住的时间t。图6. 用一个自复位按钮实现启动和停止控制 单按钮起动、停止电路除了可以采用图7、图8所示的梯形图来实现外，还可采用移位寄存器或计数器来实现。 图7. 对应于图6的梯形图 图8. 图6的另一种梯形图（二）、用四个输入点表示10个输入信号状态 对于直流输入模块，采用双常开按钮的编程技巧，输入点可在一定程度上得到扩展。例如，利用图9所示的梯形图可把四个输入点扩展为10种输入信号状态。图中直流输入模块的X1、X2、X3、X4均接入常开按钮，利用这四个按钮的不同状态组合可表示10种输入信号。如假设图9中的第一个逻辑行表示正向起动，第二个逻辑行表示反向起动，第三个逻辑行表示总停止等等。图9. 四个输入点扩展为10种输入信号状态的梯形图对应图9的输入接线如图10所示，图中的二极管用来切断寄生信号。在调整时，若操作人员同时按下SB7和SB8（或SB6和SB9），则会发出报警信号。为了避免这种情况的发生，专门设置了一个判别程序，利用T12的常闭触点禁止第5到第10逻辑行执行，保证错误信号无法执行。编程过程中可用T0到T11替代SB1到SB10信号。 同前所述，也可采用八个输出点组成BCD码，表示100个输出信号的状态，可节省90多个输出点，具体梯形图从略。图10. 对应图9的输入接线图四、结束语 通过使用以上介绍的方法，可以大大提高PLC输入/输出点的利用效率，节省PLC输入/输出点的实际使用数量，相对地缩小了PLC的体积，节约了成本。参考文献1、 朱绍祥等编译. 可编程控制器原理及应用.上海：上海交通大学出版社，19882、 林小峰编. 可编程序控制器原理及应用.北京：高等教育出版社，19953、 上海工业自动化仪表研究所.三菱超小型F1系列可编程序控制器，1990(附：作者简介：彭增良，电气工程师