扩展PLC控制系统I/O点的方法探讨

一、引言

可编程序控制器(ProgrammableLogicController)简称为PLC,它具有可靠性高、抗干扰能力强等突出优点,因而广泛应用于工业控制领域,已经成为现代工业自动化的主要支柱之一。在PLC控制系统的设计中,经常会遇到I/O点资源紧张以及性价比矛盾的问题。有些被控设备需要具有手动、自动的工作方式,且手动部分控制按钮较多；有些自动生产线中,进行位置检测的行程开关或者用于系统工作状态指示的输出比较多,都会使占用的I/O点大为增加。一般通过增加扩展模块来解决,但PLC的I/O点价格昂贵,且还有扩展模块数目和I/O点数目的限制,如SIEMENS的CPU226最大扩展模块数目为7,最大扩展168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。若此时再增加CPU,势必使得系统性价比大为降低,在这种情况下,扩展I/O点数具有较大的实际意义。本文以SIEMENS的S7-200PLC为例,探讨如何扩展PLC控制系统中I/O点数的方法。

二、硬件电路I/O点扩展方法

2.1分时分组输入

对于既有手动方式又有自动方式,而二者不可能同时执行的PLC工作方式,不同工作方式的输入可以共用一个PLC的输入点。分时分组输入扩展I／O点数接线图如图l所示。I1.0用来输入自动/手动命令信号,供自动和手动程序切换用；二极管用来切断寄生电路,避免错误信号的产生；SA用来切换自动和手动操作方式。

图1分时分组输入接线图

2.2共用输出触点

对于通断状态完全相同的负载,在输出点功率允许的情况下,可以并联于同一输出点上,即用一个输出点带动多个负载,需特别注意的是不能超出每个输出点的允许负载能力。接线方式如图2所示。

图2共用输出点接线图

2.3合并输入触点

对于一个由如图3所示的按钮和接触器实现的电动机多点起动、停止的控制要求,例如可在三处实现启动和停止,其中,SB1、SB2、SB3为起动按钮,SB11、SB12、SB13为停止按钮。可以将每个按钮接PLC的一个输入点,很容易便可实现。若PLC的输入点较为紧张,则可以用图4所示的方式接线,与每个按钮占用一个输入点的方式相比,该方法的软件编程更为简单。

图3电动机电气控制原理图

图4电动机PLC控制接线图

三、软件编程I/O点扩展方法

软件扩展的基本思想是一点两用或轮序复用。即当按钮初次按下时,输出要求为高;当按钮再次按下时,输出要求为低;再按下时又为高,依此类推。这样就可以节省一个输入点,当系统有较多开关量控制时可节省较多输入点,如主机ON和主机OFF,纸料座上和纸料座下,都可以只用一个输入点来控制。实现“一点两用”的编程方法较多,如利用内部辅助继电器、定时器、计数器、移位指令等,本文仅介绍几种简便方法。

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