有效扩展可编程序控制器I/O点的实用方法

    摘  要  在不增加扩展模块的情况下，使用软件法、硬件法以及软、硬件结正当，扩展了PLC系统I/0点，有效进步I/0点利用率，降低了本钱。
    关键词  PLC  I/O  扩展
    中图分类号  TP271⁺.4  文献标识码  B

    随着PLC系统复杂程度的进步和被控设备的增多，用户通常采用增加扩展模块的方法解决I/O点资源紧张的题目，这必然增加本钱。以西门子PLC为例，介绍几种在现有资源的基础上扩展I/O点的实用方法。

    一、软件法

    软件设计的基本思路是借助编程指令，实现一点两用。初次按下按钮输出为高电平（低电平），再次按下按钮输出为低电平（高电平），第三次按下输出又为高电平（低电平），依此类推，这样一个开关可以节省一个输进点。

    1．使用跳变沿检测指令加内部辅助继电器
    以按钮启动/停止设备为例，通常情况下需要2个输进点（启动、停止），而通过编程能节省1个输进点，见图1。

    程序说明：按钮SB连接I0.0，第一次按下SB后，I0.0的常开触点闭合，在RLO边沿检测指令FP的作用下，辅助继电器M0.0接通一个扫描周期，输出继电器Q0.0的线圈得电且自锁，同时Q0.0另一常开触点闭合，为M0.1接通做好预备；第二次按下SB后，在FP指令的作用下，M0.0的常开触点接通M0.1的线圈，M0.1的常闭触点切断了PLC的输出（Q0.0），实现一点两用。

    2．使用R/S指令加内部辅助继电器
    仍用“1”的例子，程序见图2。

    3．使用边沿检测、跳转指令
    A     I0.0
    FP    M0.0
    JNB   OUT
    AN    Q0.0
    ＝     Q0.0
    OUT： N0P0
    程序说明：第4、5行语句的功能是实现Q0.0的自取反，第1、2行语句的作用是限定只有当I0.0的上升沿到时Q0.0取一次反，否则跳出取反程序段（若没有跳转指令，程序每个扫描周期都会将Q0.0的状态取一次反），实现一点两用。

    4．使用边沿检测、异或指令
    A    I0.0
    FP   M0.0
    X    Q0.0
    ＝   Q0.0
    程序说明：第一次检测到I0.0的上升沿，此时Q0.0为0，异或后输出为1，当第二个扫描周期到来，此时已不是I0.0的上升沿，因此Q0.0为0，然而此时Q0.0却为1，异或后保持结果仍为1；第二次检测到I0.0的上升沿，Q0.0为1，异或后输出为0，等到下一个扫描周期到来，又不是I0.0的上升沿，因此Q0.0为0，此时Q0.0正是0，因此异或保持输出仍为0。

    二、硬件法

    1．分组分时输进
    PLC系统控制的设备经常需要“自动／手动控制”，设备运行过程中自动／手动不会同时进行，因此可以将自动／手动按照控制要求分组接进PLC输进端，减少输进点，电器连接见图3，其中SA为手动／自动切换开关，SB1、SB2、SB3为一组输进，SB10、SB20、SB30为另一组输进。

    对有些联锁的处理，假如PLC内部不采集该触点信号的状态，可在外部进行硬件联锁，不必每一个开关量都接到PLC的输进端，也可以节约一些I/O点。

    2．并联共用输出
    将系统运行过程中工作状态完全相同的执行元件并联，留意负载总功率情况不能超出单个输出点的答应负载能力，见图4。

    3．简化外部连接
    此法常用于电机的多地启／停控制。某台电机三地启婷控制接线见图5，其中SB1、SB2、SB3为启动按钮，SB11、SB12、SB13为停止按钮。

    三、软、硬件结正当

    这种方法可大量减少I/O点的使用，例如在控制系统输进信号较多的情况下，可以利用编码器先对输进信号编码，然后接到PLC的输进端，再通过PLC内部程序进行译码，识别各输进信号，外部接线见图6。采用8线一3线优先编码器74LS148可防止多个信号同时输进时出现乱码，由其功能表可知，该芯片低电平有效，因此用3个非门将输出电平转换成正逻辑。有时还要将编码器的选通输出端和扩展端也接进PLC中，减少系统误判定。
    现以按钮SB2为例，说明PLC内部软件译码的程序识别方法：按下SB2后，无论是否按下SB0和SB1，只要未按下SB3～SB7，此时A、B、C输出为I01，经过非门后I0.0=0、I0.1=1、I0.2=0，对应的STL译码程序如下：
    LDN    I0.1
    A       I0.1
    AN     I0.2
    ＝     M0.2
    当按下按钮SB2，M0.2为1，SB2弹起后，M0.2又为0，即用M0.2的常开触点代替了按钮SB2，实现了软件译码。本例PLC在每一个扫描周期只能读进8个输进中的一个输进状态，若有2个以上开封闭合，PLC只能检测出优先权高的那个信号。
    同理，当控制系统输出信号较多时，可以利用软件编码加硬件译码的方法扩展输出点。使用软、硬件结正当要留意电平匹配和接口技术规范（驱动电流和电压能识别的范围），有时还需增加适当的信号放大和隔I/O点的方法在不同品牌的PLC中实现途径略微不同，但基本思路是一样的。在工程实践中，公道的使用这些方法，可以减少I/O点使用数目，有效进步I/O点利用率，减少PLC的冗余，降低本钱。

发布时间:2011-04-05 02:59  来源:中国设备管理网  作者: