甘肅省石化技師學(xué)院 馬衛(wèi)東

實習(xí)實驗用PLC輸入輸出點數(shù)的擴展

甘肅省石化技師學(xué)院 馬衛(wèi)東

本文主要介紹了如何用復(fù)合按鈕和譯碼器擴展PLC輸入輸出點數(shù)的方法，這些方法簡單易行、經(jīng)濟實用，符合職業(yè)技術(shù)學(xué)校實際，只需很少的費用，就可以讓原有的PLC發(fā)揮更大的作用。

PLC；點數(shù)；復(fù)合按鈕；普通二極管；譯碼器；數(shù)碼管

PLC因體積小、功耗低、性價比高、抗干擾能力強、編程使用方便等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。但在實際應(yīng)用過程中，往往存在數(shù)字量輸入輸出點數(shù)不夠的問題。為此，常采取更換PLC型號、加裝數(shù)字量和模擬量擴展模塊等辦法予以解決。顯然，這樣做不但費用昂貴，而且安裝、接線、調(diào)試也非常復(fù)雜，對已經(jīng)制作或者購置了PLC實習(xí)設(shè)備的職業(yè)技術(shù)學(xué)校來說，不是一個理想的選擇。下面，本人將結(jié)合職業(yè)學(xué)校實際常用的西門子S7-200PLC設(shè)備，用復(fù)合按鈕、譯碼器并結(jié)合軟件設(shè)備來擴展PLC輸入輸出點數(shù)，這樣就可以很好地解決上述問題。

PLC因體積小、功耗低、性價比高、抗干擾能力強、編程使用方便等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。但在實際應(yīng)用過程中，有時需要多個按鈕和開關(guān)進行控制，或者需要對多個位置和參數(shù)進行檢測，這樣就會出現(xiàn)PLC輸入點數(shù)不夠用的問題，如八層電梯的基本控制，電梯內(nèi)部須設(shè)置八個樓層按鈕，用戶按哪一層按鈕，電梯就上到那一層；每層電梯通道內(nèi)均設(shè)置一個位置開關(guān)，用來確定電梯任何時刻的位置；每層電梯口設(shè)置上下兩個按鈕，供用戶乘坐電梯前呼叫電梯（為了簡單起見，每層上下按鈕可以合起來和樓層按鈕共用PLC的同一個輸入端口）；另外，電梯內(nèi)部還應(yīng)設(shè)置開門門限開關(guān)和關(guān)門門限開關(guān)，控制電梯門進行準(zhǔn)確地開關(guān)；設(shè)置壓力檢測開關(guān)，以防止電梯門夾人；設(shè)置過載檢測開關(guān)，用于檢測電梯是否過載；設(shè)置緊急呼救按鈕，供用戶緊急呼救之用；設(shè)置一個數(shù)碼管，用于顯示電梯所在樓層；設(shè)置兩個電機四個輸出，通過控制電機正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)電梯升降和開門關(guān)門動作；設(shè)置一個報警輸出，用于意外情況下的報警和呼救；設(shè)置一個失電自鎖保護輸出，用于突然斷電時電梯的自鎖保護。其總的輸入輸出地址分配表如圖1。

圖1 輸入輸出地址表

圖2 PLC輸入輸出點數(shù)的擴展

顯然，根據(jù)圖1所示的輸入輸出地址分配表，一個八層電梯，至少需要20個數(shù)字量輸入，14個數(shù)字量輸出，可是大多數(shù)職業(yè)技術(shù)學(xué)校所用PLC，其輸入輸出點數(shù)一般達不到這個標(biāo)準(zhǔn)，就拿許多學(xué)校常用的西門子S7-200PLC中的CPU224XP來說，它只有14個輸入10個輸出，顯然離實際需求相距較遠(yuǎn)。為此，就必須對其輸入輸出點數(shù)進行擴展。如果按照傳統(tǒng)的更換PLC型號、加裝數(shù)字量和模擬量擴展模塊等辦法解決，不但費用昂貴，而且安裝、接線、調(diào)試也非常復(fù)雜，對已經(jīng)制作或者購置了PLC實習(xí)設(shè)備的職業(yè)技術(shù)學(xué)校來說，不是一個理想的選擇?，F(xiàn)在我們就用職業(yè)技術(shù)學(xué)校常用的復(fù)合按鈕以及費用低廉的譯碼器來解決這個問題。其接線圖如圖2所示。其相應(yīng)的梯形圖為圖3。其中SB1、SB2、SB3和SB4為四個復(fù)合按鈕，SB1、SB2的常開和常閉分別接PLC的I0.0和I0.1；SB3的常開分為兩路，分別接I0.0和I0.1，常閉不用；SB4的常閉分兩路，分別接I0.0和I0.1，常開不用。另外，SB3和SB4的兩支分路上分別接了兩只普通二極管，以免SB1、SB2、SB3和SB4互相影響，同時也比較安全可靠，即使一只二極管出了問題，也不影響整個線路。這樣，當(dāng)SB1、SB2、SB3和SB4不動作時，相應(yīng)的M0.0、M0.1、M0.2和M0.3為0；分別按下SB1、SB2、SB3和SB4時，相應(yīng)的M0.0、M0.1、M0.2和M0.3為1，于是M0.0、M0.1、M0.2和M0.3的狀態(tài)分別對應(yīng)了SB1、SB2、SB3和SB4的狀態(tài)，由此可見，只要這四個按鈕不是同時動作，則PLC的兩個輸入點I0.0和I0.1就擴展成了四個，以此類推，我們還可以將I0.2.和I0.3、I0.4.和I0.5分別擴展成四個輸入，分別接開門門限開關(guān)、關(guān)門門限開關(guān)，、壓力檢測開關(guān)、過載檢測開關(guān)以及各層電梯位置開關(guān)，因為這些開關(guān)都不是同時動作的，所以它們這樣接了不影響電梯正常運行，而每層電梯的樓層按鈕，因為可能發(fā)生同時按下的現(xiàn)象，所以就不要這樣擴展了。

圖3 輸入點數(shù)擴展梯形圖

至于輸出口的擴展，一般數(shù)碼管所需點數(shù)較多，所以我們可通過一個七段譯碼器，將Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5擴展成八個輸出，分別接數(shù)碼管a、b、c、d、e、f、g、h，剩下的輸出用來實現(xiàn)電梯門的開關(guān)、電梯的升降以及用于報警和失電保護。因為譯碼器很便宜，接線也不復(fù)雜，所以用這種辦法擴展PLC輸出口很理想，當(dāng)然，也可以采用三輸入-八輸出譯碼器，使用起來也很方便，具體就再不介紹了。

總之，使用復(fù)合按鈕、譯碼器并結(jié)合軟件設(shè)備來擴展PLC輸入輸出點數(shù)，不但價格便宜、成本低廉，安裝維修比較方便，而且也比較安全可靠，非常適合職業(yè)技術(shù)學(xué)校學(xué)生PLC實習(xí)之用。另外，這種方法還可以實際項目中，比如可用雙常開按鈕把4個輸入點擴展為10種輸入信號狀態(tài)，具體情況可參照其他文獻。

[1]禹恒州.擴展PLC的I/O點探討[J].可編程控制器與自動化,2006(9).

[2]于桂音.用數(shù)字顯示器實現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)的輸出點擴展[J].機床電器,2006年02期.

[3]黃永紅,吳中俊.PLC輸入/輸出點數(shù)擴展方法[J].電工技術(shù)雜志,2002年03期.

馬衛(wèi)東，甘肅省石化技師學(xué)院高級講師。