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可编程控制器应用中节省输入/输出点的实用技术
日期:2006-4-25 0:01:40 来源:本文摘自《PLC&FA》  
点击: 作者:未知
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1  引言

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    在设计PLC控制系统或对老设备进行PLC技术改造时,设计人员经常会发现系统的输入/输出信号太多,需占用大量的PLC输入/输出点,在原先预计的输入/输出点不够用的情况下,当然可以通过I/O扩展单元或I/O模块来解决,被迫提高PLC的选用档次,进而使系统的硬件配置增加,体积变大,设备初投资也随之大大增加。笔者认为在对不是需要增加很多输入/输出点的情况下,可以通过一定的设计技术来扩展输入/输出点的数量,而又不降低PLC系统的可靠性,从而达到降低设备初投资成本的目的。
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2  对输入点的扩展技术

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2.1  合并输入扩展技术
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一台棉纺织设备中常常有几个起动控制按钮和几个停止控制按钮,且它们分别设置在机台的不同位置,形成一种多地控制系统。图1为三地控制的继电器控制线路,从图1中可以看出:在不同的地方装有3只停止按钮SB1、SB2、SB3,按下其中任一按钮都使KM失电,电动机停转;有3只起动按钮SB4、SB5、SB6,按下其中任一按钮都使KM得电并自保持,使电动机正常运转;还有一过载检测元件FR,只要主电路有过负荷故障,其串联在图1中的FR常闭触点断开,也使KM失电,电动机停转,从而切断过负荷故障。
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图1   三地控制的继电器控制线路
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若对该设备进行PLC改造,对输入信号不加任何处理,将有SB1~SB6、FR共7个输入信号要占用PLC 7个输入点,在输入/输出点相对紧张时,对输入信号可以采取图2所示合并输入扩展技术:即在PLC外部将4个常闭(动断)触点串联,3个常开(动合)触点并联后再分别接入PLC的输入端子,这样只需占用2个输入点,节省了5个输入点,同样能达到对其7个输入信号的处理目的。转化为梯形图如图3所示即可。
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图2  合并输入扩展技术线路图
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图3  采取合并输入扩展技术的梯形图   图4  油泵电机起停控制的梯形图
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2.2  状态变换扩展技术
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通常对于工作状态属于0/1或者开/关量变化的动作(如油泵电机的起停、冷却液的开关、灯的亮熄等)进行PLC控制时,一般情况下要由2个按钮分别控制它们的开和关。
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图4为某机床油泵电机起停控制的梯形图,占用了PLC 2个输入点X0、X1,其中X0为油泵电机开按钮输入信号,X1为油泵电机关按钮输入信号,Y0为油泵电机开输出信号。
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对图4采用状态变换扩展技术,则只需一个按钮X0即可,每按一下按钮X0,就将当前的油泵电机的工作状态翻转一次,其实现的PLC梯形图程序有三种电路,分别如图5、图6、图7所示。
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图5  用计数器梯形图    图6  不用计数器梯形图
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图7   用功能指令梯形图
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图5为用计数器进行控制的状态变换技术。从图5可以看出,当第一次按下X0时,使Y0=1且自保持,油泵电机运转,同时X0的下降沿启动C0计数一次;当第二次按下X0又松开时,它的下降沿又使C0计数一次,此时的计数值达到C0的设定值(K2),计数器C0动作,其动断触点断开Y0回路,油泵电机停转,实现了输出状态的翻转,在接下来的一个扫描周期内,计数器的动合触点使C0复位,为下次计数做准备,从而实现了用一只按钮启停的单数次计数、双数次计数复位的控制。
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图6为不用计数器进行控制的状态变换技术。从图6可以看出,初始运行时,M0=M1=Y0=0,当第一次按下X0时,其上升沿即使Y0=1且自保持,油泵电机运转,此时M0=1,M1=0;当第二次按下X0时的扫描周期内,M0=1,M1=1,Y0=0,油泵电机停转,实现了输出状态的翻转,在接下来的一个扫描周期内,M0=M1=Y0=0,又恢复为初始状态,为下一次的状态变换作好了准备。从而也实现了用一只按钮启停的单数次运转、双数次停转的控制[1]。

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