一、前言
当前,可编程控制器(PLC)作为一种成熟稳定的控制器,以卓越的稳定性、可靠性、抗干扰性和编程简单、容易掌握等特点在工业控制领域得到了越来越广泛的应用。在控制系统中,PLC作为主控设备,与控制对象中的各种输入信号(如:按钮、接近开关、编码器等检测信号)和输出设备(如继电器线圈、电磁换向阀等执行元件)相关联,随着控制系统的复杂程度和控制设备增多,PLC需要的输入输出点数也大量增加,这就有必要通过采用各种方法对I/O点进行优化,来减少系统占用I/O点数使用数量,提高I/O的利用率,降低硬件使用成本控制工程网版权所有,下面以西门子PLC为例从软件和硬件两个方面进行探讨。
二、软件方法
1. 单按钮控制启动/停止
通常情况下控制工程网版权所有,PLC控制的外部设备至少要有一个启动和一个停止按钮作为输入信
图1为PLC的外部接线,SBl接输入I0.0,Q0.0接继电器输出,通常情况下控制工程网版权所有,继电器应反向并联一个二极管。
图1
图2中,输入信号I0.0第一次短暂闭合,在正向脉冲指令下,辅助继电器M0.0输出一个周期的脉冲,则使网络3接通,输出Q0.0并实现自锁,输入信号I0.1第二次闭合,则网络2接通,使辅助继电器M0.1接通,常闭点M0.1打开,使网络3断开,输出Q0.0停止输出。
图2
除了上述的方法外还可以采用计数器,R/S指令,寄存器等方法实现。图3为采用R/S指令方式的方法。
图3
2. 典型问题和解决方法
在实际运用的过程中,如果对PLC的运行原理不了解或理解的不够透彻,那么在程序的编写上很容易出现问题,左图也为单按钮实现启动/停止的梯形图,但在实际的调试中确是不可行的,达不到为我们预期的效果,通过与图2的对比我们发现:在网络1上少一个正向脉冲指令,这个指令是关键。这样我们就清楚问题的所在:由于I0.0.接通的时间比一个扫描周期的时间长,有时为N个或N+1个,要达到我们的目的必须每次都是奇数才可以,所以导致调试时的不成功,因此加一个正向脉冲指令可解决这个问题。同样如果将图2中网络2和网络3颠倒,其结果是Q0.0没有输出,原因是:在一个扫描周期内,网络2和网络3先后接通,然后将运算结果存人映像寄存器当中,所以就不会有任何的输出。
图4
在R/S方法中,容易出现的问题是锁存器的R/S端不能采用图5这种结构,系统会提示错误,所以只能是图2中的结构CONTROL ENGINEERING China版权所有,才能正确执行。
图5
上述是用单触点实现启动/停止方法中比较常见的典型问题,尤其是初学者容易出现CONTROL ENGINEERING China版权所有,这些问题虽然不大,但往往都是关键,如果在设计和调试中考虑到这些因素的存在,那会减少错误和缩短调试的周期。
三、硬件方法
1. 优化输入点数
在某些应用场合下有“自动控制/手动控制”的要求,并且在运行过程中,自动和手动不会同时进行,这样就可以将自动和手动按照不同的控制状态分组接入PLC输入端,可减少输入点,提高输入点的利用率,图6中的示例节省了50%的I点,相当于输入点数扩充了一倍。
图6
其中SA为手动/自动切换开关,SBl,SB2,SB3为一组输入,SBl0,SB20,SB30为一组输入。
在某些联锁情况下,如果PLC内部不采集该触点信号的状态,可采用物理联锁的方式进行,即硬件连接