在plc的實際應用中,經常遇到輸入點或輸出點不夠用的問題,當然最簡單的方法就是通過增加i/o擴展單元或i/o模板來解決,但是如果不是需要增加很多點,可以通過對輸入或輸出信號進行一定的處理來節(jié)省一些i/o點數。
一、減少所需plc輸入點數的方法
1、合并輸入擴展法
幾個動斷觸點串聯(lián)或動合觸點并聯(lián)時,用合并輸入的方法與plc相連,可有效地減少占用plc的輸入點數。例如:一個兩地控制的繼電器接觸器控制線路如圖1所示。
從圖1中可見:有四個動斷觸點串聯(lián),兩個動合觸點并聯(lián)。在轉換成plc控制時,外部的輸入信號有多種接線方式,對應的梯形圖也有多種。如果對輸入信號不采取任何合并措施,梯形圖形象直觀,對于判斷外部輸入信號的故障時很方便,但是占用了六個輸入點。如果輸入點比較緊張時,可采取先在plc外部將四個動斷觸點串聯(lián),兩個動合觸點并聯(lián)后再接入plc的輸入端子的方法,只占用兩個輸入點,如圖2所示。
圖1 兩地控制線路
圖2 輸入觸點的合并
2、機外設置輸入擴展法
對某些功能簡單、與其它設備沒有聯(lián)鎖的輸入信號,如某些手動操作按鈕、熱繼電器的動斷觸點等,在plc的輸入點緊張時,可設置在plc外部的輸出電路中,見圖3。
圖3 機外設置輸入擴展法
3、分組輸入擴展法
為便于單機就地操作和調試,增加系統(tǒng)的可靠性,plc控制系統(tǒng)一般都要設置自動和手動兩種操作方式,而自動操作程序和手動操作程序是不會同時執(zhí)行的。因此,可以將這兩種不同操作方式的輸入信號按自動和手動分成兩組,用分組輸入的方法由自動/手動轉換開關進行切換,并通過外部輸入點控制程序的轉換,如圖4所示。
圖4 分組輸入擴展法
4、矩陣式輸入擴展法
矩陣式輸入擴展法可以顯著地減少所需的輸入點數。這種方法是將m個輸入點作為行線,將n個輸出點作為列線,組成m×n矩陣。具體做法如下:① 接成二極管開關矩陣,選擇plc輸入點與輸出點作為二極管開關矩陣的行線與列線,將輸入信號開關、二極管串聯(lián)后兩端分別接在某行線、某列線上;② 設計移位寄存器循環(huán)掃描輸出程序,使移位寄存器位數與選定的輸出點相等,并使各位與輸出點一一對應,在移位寄存器循環(huán)移位時,各輸出點在相對應的移位寄存器各位狀態(tài)輸出驅動下會依次循環(huán)導通;③ 用n個輸入點與m個輸出點的狀態(tài)兩兩相“與”來指定一組n×m個內部繼電器,以這n×m個內部繼電器的編號分別代替對應的n×m個輸入信號開關的編號,即可得到n×m個輸入信號;④ 編制應用程序時即以n×m內部繼電器的編號作為相應的n×m個輸入信號開關的地址號編入程序。這種接法類似于計算機鍵盤掃描電路,只要在n個輸出點依次輸出編碼,而在m個輸入點讀入各個開關的狀態(tài),就可以判別是哪些開關動作。
圖5是3×3矩陣式輸入電路,通過移位寄存器使0500、0501、0502輪流導通。從輸入點0002、0003、0004分別讀入三組開關的狀態(tài),0002、0003、0004的com端子與0500、0501、0502的com端子連接在一起。采用矩陣式輸入擴展法。由于輸入信號是分時輸入的,外部的連續(xù)信號讀入后變成了一系列間斷的脈沖信號,為防止丟失輸入信息,應保證輸入信號的寬度大于矩陣輸入的周期(即0500的工作周期)。
圖5 矩陣式輸入
5、利用plc內部功能
如利用轉移指令,在一輸入端接上一開關,作為自動、手動工作方式轉換開關,運用轉移指令,可將自動和手動操作加以區(qū)別;利用計數器實現單按鈕啟動和停止;采用編碼譯碼指令將按鈕或開關作編碼處理,在梯形圖中設計譯碼操作等等。
二、減少所需plc輸出點數的方法
1、共用輸出點擴展法
如果通斷狀態(tài)完全相同的兩個或多個負載并聯(lián)時,可共用一個輸出點,如圖6中的0504;也可以通過外部的或plc控制的轉換開關,使每個plc輸出點可以控制兩個以上不同時工作的負載,如0505和0506。當plc同時帶動多個并聯(lián)的負載時,應注意校驗plc的帶負載能力。
圖6 共用輸出點擴展法
2、機外設置輸出擴展法
對某些控制邏輯簡單,而又不參寫工作循環(huán)的設備,或者在工作循環(huán)開始之前必須預先啟動的設備,可不通過plc控制。例如液壓設備的液壓泵電動機的啟動、停止控制就可以不由plc來承擔。
3、矩陣式輸出擴展法
用矩陣式輸出擴展法比較簡單,見圖7。
圖7 矩陣式輸出擴展法
此外,在采用信號燈做負載(例如指示不同的工步或電梯中的指示燈)時,采用數碼管做指示燈可以少用輸出點。一個七段數碼管可以顯示0~9這十種不同的狀態(tài),但它只占四個輸出點。如果用單燈指示10種狀態(tài),則需要10個指示燈,要占用10個輸出點。