减少输入点数的措施 PLC控制系统设计
2017-02-17  来源:本站

     PLC在实际应用中常碰到这样两个问题:一是PLCI/O点数不够,需要扩展,然而增加I/O点数将提高成本;二是已选定的PLC可扩展的I/O点数有限,无法再增加。因此,在满足系统控制要求的前提下,合理使用I/O点数,尽量减少所需的I/O点数是很有意义的。下面将介绍几种常用的减少I/O点数的措施。

1.分组输入

   一般系统都存在多种工作方式,但系统同时又只选择其中一种工作方式运行,也就是说,各种工作方式的程序不可能同时执行。因此,可将系统输入信号按其对应的工作方式不同分成若干组,PLC运行时只会用到其中的一组信号,所以各组输入可共用PLC的输入点,这样就使所需的输入点减少。

   如图6-12所示,系统有“自动”和“手动”两种工作方式,其中S1S8为自动工作方式用到的输入信号、Q1Q8为手动工作方式用到的输入信号。两组输入信号共用PLC的输入点X0X7,如S1Q1共用输入点X0。用“工作方式”选择开关SA来切换“自动”和“手动”信号的输入电路,并通过X10PLC识别是“自动”,还是“手动”,从而执行自动程序或手动程序。

               6-12 分组输入

图中的二极管是为了防止出现寄生回路,产生错误输入信号而设置的。例如当SA扳到“自动”位置,若S1闭合,S2断开,虽然Q1Q2闭合,也应该是X0有输入,而X1无输入,但如果无二极管隔离,则电流从X0流出,经Q2Q1S1COM形成寄生回路,从而使得X1错误地接通。因此,必须串入二极管切断寄生回路,避免错误输入信号的产生。

  2.矩阵输入

如图6-13所示为3×3矩阵输入电路,用PLC的三个输出点Y0Y1Y2和三个输入点X0X1X2来实现9个开关量输入设备的输入。图中,输出Y0Y1Y2的公共端COM与输入继电器的公共端COM连在一起。当Y0Y1Y2轮流导通,则输入端X0X1X2也轮流得到不同的三组输入设备的状态,即Y0接通时读入Q1Q2Q3的通断状态, Y1接通时读入Q4Q5Q6的通断状态,Y2接通时读入Q7Q8Q9的通断状态。

  Y0接通时,如果Q1闭合,则电流从X0端流出,经过D1Q1Y0端,再经过Y0的触点,从输出公共端COM流出,最后流回输入COM端,从而使输入继电器X0接通。在梯形图程序中应该用Y0常开触点和X0常开触点的串联,来表示Q1提供的输入信号。

  图中二极管也是起切断寄生回路的作用。

                6-13  矩阵输入

采用矩阵输入方法除了要按图6-12的硬件连接外,还必须编写对应的PLC程序。由于矩阵输入的信号是分时被读入PLC,所以读入的输入信号为一系列断续的脉冲信号,在使用时应注意这个问题。另外,应保证输入信号的宽度要大于Y0Y1Y2轮流导通一遍的时间,否则可能会丢失输入信号。

   3.组合输入

  对于不会同时接通的输入信号,可采用组合编码的方式输入。如图6-14a所示,三个输入信号Q1Q2Q3只要占用两个输入点,再通过如图6-14b所示程序的译码,又还原成与Q1Q2Q3对应的M0M1M2三个信号。采用这种方法应特别注意要保证各输入开关信号不会同时接通。

6-14 组合输入

a)硬件连接图   b)梯形图程序  

   4.输入设备多功能化

  在传统的继电器电路中,一个主令电器(开关、按钮等)只产生一种功能的信号。而在PLC系统中,可借助于PLC强大的逻辑处理功能,来实现一个输入设备在不同条件下,产生的信号作用不同。下面通过一个简单的例子来说明。

  如图6-15所示的梯形图只用一个按钮通过X0输入去控制输出Y0的通与断。

6-15 用一个按钮控制的起动、保持、停止电路

图中,当Y0断开时,按下按钮(X0按通),M0得电,使Y0得电并自锁;再按一下按钮,M0得电,由于此时Y0已得电,所以M1也得电,其常闭触点使Y0断开。即按一下按钮,X0接通一下,Y0得电;再按一下按钮,X0又接通下,Y0失电。改变了传统继电器控制中要用两个按钮(起动按钮和停止按钮)的作法,从而减少了PLC的输入点数。

  同样道理,我们可以用这种思路来实现一个输入具有三种或三种以上的功能。

   5. 合并输入

  将某些功能相同的开关量输入设备合并输入。如果是几个常闭触点,则串联输入;如果是几个常开触点,则并联输入。因此,几个输入设备就可共用PLC的一个输入点。

  6.某些输入设备可不进PLC

  系统中有些输入信号功能简单、涉及面很窄,如某些手动按钮、电动机过载保护的热继电器触点等,有时就没有必要作为PLC的输入,将它们放在外部电路中同样可以满足要求,如图6-16所示。

            6-16 输入信号设在PLC外部