實習實驗用PLC輸入輸出點數的擴展

甘肅省石化技師學院 馬衛東

實習實驗用PLC輸入輸出點數的擴展

甘肅省石化技師學院 馬衛東

本文主要介紹了如何用復合按鈕和譯碼器擴展PLC輸入輸出點數的方法，這些方法簡單易行、經濟實用，符合職業技術學校實際，只需很少的費用，就可以讓原有的PLC發揮更大的作用。

PLC；點數；復合按鈕；普通二極管；譯碼器；數碼管

PLC因體積小、功耗低、性價比高、抗干擾能力強、編程使用方便等優點被廣泛應用于工業控制領域。但在實際應用過程中，往往存在數字量輸入輸出點數不夠的問題。為此，常采取更換PLC型號、加裝數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、調試也非常復雜，對已經制作或者購置了PLC實習設備的職業技術學校來說，不是一個理想的選擇。下面，本人將結合職業學校實際常用的西門子S7-200PLC設備，用復合按鈕、譯碼器并結合軟件設備來擴展PLC輸入輸出點數，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、編程使用方便等優點被廣泛應用于工業控制領域。但在實際應用過程中，有時需要多個按鈕和開關進行控制，或者需要對多個位置和參數進行檢測，這樣就會出現PLC輸入點數不夠用的問題，如八層電梯的基本控制，電梯內部須設置八個樓層按鈕，用戶按哪一層按鈕，電梯就上到那一層；每層電梯通道內均設置一個位置開關，用來確定電梯任何時刻的位置；每層電梯口設置上下兩個按鈕，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，電梯內部還應設置開門門限開關和關門門限開關，控制電梯門進行準確地開關；設置壓力檢測開關，以防止電梯門夾人；設置過載檢測開關，用于檢測電梯是否過載；設置緊急呼救按鈕，供用戶緊急呼救之用；設置一個數碼管，用于顯示電梯所在樓層；設置兩個電機四個輸出，通過控制電機正反轉實現電梯升降和開門關門動作；設置一個報警輸出，用于意外情況下的報警和呼救；設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輸入輸出點數的擴展

顯然，根據圖1所示的輸入輸出地址分配表，一個八層電梯，至少需要20個數字量輸入，14個數字量輸出，可是大多數職業技術學校所用PLC，其輸入輸出點數一般達不到這個標準，就拿許多學校常用的西門子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。為此，就必須對其輸入輸出點數進行擴展。如果按照傳統的更換PLC型號、加裝數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、調試也非常復雜，對已經制作或者購置了PLC實習設備的職業技術學校來說，不是一個理想的選擇。現在我們就用職業技術學校常用的復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。其相應的梯形圖為圖3。其中SB1、SB2、SB3和SB4為四個復合按鈕，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SB1、SB2、SB3和SB4不動作時，相應的M0.0、M0.1、M0.2和M0.3為0；分別按下SB1、SB2、SB3和SB4時，相應的M0.0、M0.1、M0.2和M0.3為1，于是M0.0、M0.1、M0.2和M0.3的狀態分別對應了SB1、SB2、SB3和SB4的狀態，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、關門門限開關，、壓力檢測開關、過載檢測開關以及各層電梯位置開關，因為這些開關都不是同時動作的，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，因為可能發生同時按下的現象，所以就不要這樣擴展了。

圖3 輸入點數擴展梯形圖

至于輸出口的擴展，一般數碼管所需點數較多，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，分別接數碼管a、b、c、d、e、f、g、h，剩下的輸出用來實現電梯門的開關、電梯的升降以及用于報警和失電保護。因為譯碼器很便宜，接線也不復雜，所以用這種辦法擴展PLC輸出口很理想，當然，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，使用復合按鈕、譯碼器并結合軟件設備來擴展PLC輸入輸出點數，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，非常適合職業技術學校學生PLC實習之用。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，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.用數字顯示器實現PLC控制系統的輸出點擴展[J].機床電器,2006年02期.

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

馬衛東，甘肅省石化技師學院高級講師。