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    案例頻道

    可編程序控制器應(yīng)用中節(jié)省輸入輸出通道的方法
    • 企業(yè):控制網(wǎng)     領(lǐng)域:PLC /PAC/PCC/RTU     行業(yè):建筑樓宇    
    • 點(diǎn)擊數(shù):2363     發(fā)布時(shí)間:2008-02-02 13:35:32
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        范永輝
    男,北京人,大學(xué)本科 ,電氣工程師,(北京二七車輛廠建筑設(shè)計(jì)所,北京  100072) ,現(xiàn)就職于北京二七車輛廠建筑設(shè)計(jì)所,從事建筑電氣、工業(yè)自動(dòng)化電氣的設(shè)計(jì)與組織施工。

    摘要:主要介紹了在使用可編程序控制器時(shí),節(jié)省輸入輸出通道的實(shí)用方法和實(shí)例,從而達(dá)到節(jié)約成本、優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。

    關(guān)鍵詞:可編程序控制器;輸入通道;輸出通道;優(yōu)化設(shè)計(jì);節(jié)約成本

    Abstract:The paper introduces the method and the example of saving I/O channel for the purpose of cost saving and reasonable design in the application of PLC(Programmable Logic Controller).

    Key words:PLC; Input channel; Output channel; Reasonable design; Cost saving

        在工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)時(shí),經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)或驅(qū)動(dòng)元件太多,可編程序控制器(本文簡(jiǎn)稱PLC)輸入輸出通道不夠,如果增加硬件模塊或被迫提高PLC的選用檔次,使系統(tǒng)硬件配置增加,設(shè)備成本增大。因此,如何節(jié)省PLC的輸入輸出通道,是能否優(yōu)化設(shè)計(jì)、節(jié)約成本的一個(gè)重要問題。本文以三菱FX系列PLC在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常應(yīng)用的方法做一下歸納、整理。

    1 減少PLC輸入點(diǎn)的方法

        (1) 用一個(gè)按鈕實(shí)現(xiàn)起動(dòng)停止控制的電路

        起停控制電路是控制電路應(yīng)用最多的電路,現(xiàn)場(chǎng)需要起停信號(hào)較多,傳統(tǒng)的起停電路需要起動(dòng)、停止兩個(gè)按鈕,如果我們使用PLC的交替輸出指令(ALT指令),用一個(gè)按鈕X0(假定此位接按鈕)就可以控制Y0(假定此位接電機(jī))的通斷。如圖1所示,第一次按下X0,輸出繼電器Y0為1,第二次按下X0,輸出繼電器Y0為零,如此循環(huán),則可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的起停控制,從而節(jié)約一個(gè)輸入通道。


        (2) 信號(hào)設(shè)置在PLC之外

        在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于系統(tǒng)的某些輸入信號(hào),如圖2所示,其中手動(dòng)操作按鈕、電機(jī)熱繼電器FR的保護(hù)信號(hào),可以設(shè)置在PLC外部的硬件電路中。注意如果某些手動(dòng)按鈕需要串接連鎖、互鎖信號(hào)太多,造成外部接線復(fù)雜,則應(yīng)考慮仍將這些信號(hào)接入PLC。

        (3) 觸點(diǎn)的合并

        如果某些外部輸入信號(hào)總是以某種“與或非”組合的整體形式出現(xiàn)在梯形圖中,可以將它們對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)在PLC外部串、并聯(lián)后作為一個(gè)整體輸入PLC,則只需占用PLC的一個(gè)輸入通道即可。這樣既可節(jié)約成本又簡(jiǎn)化了線路。

        如某負(fù)載按照工藝要求需要對(duì)其實(shí)現(xiàn)三方控制,即三個(gè)起動(dòng)按鈕,三個(gè)停止按鈕,如果分別接入PLC則需要占用6個(gè)輸入通道。如果按圖3所示,將所有起動(dòng)按鈕并聯(lián),所有停止按鈕串聯(lián)后接入PLC,則只需占用2個(gè)PLC輸入通道。

        (4) 時(shí)分組輸入

        自動(dòng)程序和手動(dòng)程序不會(huì)同時(shí)執(zhí)行,自動(dòng)和手動(dòng)這兩種工作方式分別使用的輸入量可分為兩組輸入,如圖4所示,X10用來輸入自動(dòng)/手動(dòng)指令信號(hào),供自動(dòng)程序和手動(dòng)程序切換之用。

        圖中的二極管用來切斷寄生電路。假設(shè)圖中沒有二極管,系統(tǒng)處于自動(dòng)狀態(tài),K1、K2、K3閉合,K4斷開,這時(shí)將有電流從X1端子流出,經(jīng)K2、K1、K3形成的寄生回路流回COM端,使輸入繼電器X1錯(cuò)誤地變?yōu)镺N。如果開關(guān)串聯(lián)了二極管之后,切斷了寄生回路,避免了錯(cuò)誤輸入的產(chǎn)生,達(dá)到節(jié)約輸入通道的目的。

    2 減少所需輸出通道的方法

        (1) 少開關(guān)量負(fù)載所需輸出點(diǎn)數(shù)的方法

        在PLC的輸出功率允許的情況下,通/斷狀態(tài)完全相同的多個(gè)負(fù)載并聯(lián)后,可以共用一個(gè)輸出點(diǎn);通過外部的或PLC的轉(zhuǎn)換開關(guān)的切換,一個(gè)輸出點(diǎn)可以控制兩個(gè)或多個(gè)不同時(shí)工作的負(fù)載。

        在需要用指示燈顯示PLC驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作狀態(tài)時(shí),可以將指示燈與負(fù)載并聯(lián),并聯(lián)時(shí)指示燈與負(fù)載的額定電壓應(yīng)相同,總電流不能超過PLC輸出通道允許值。

        系統(tǒng)中某些相對(duì)獨(dú)立或比較簡(jiǎn)單的部分,可以不進(jìn)PLC,直接用繼電器線路來控制,這樣同時(shí)減少了所需的PLC的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)。

        (2) 少數(shù)字顯示所需輸出通道的方法

        如果用PLC直接驅(qū)動(dòng)多位LED七段顯示器,每個(gè)需要7個(gè)輸出通道,則需要總輸出通道為P=N*7個(gè)(其中N為顯示器的位數(shù)),顯然需要輸出通道很多。

        如果按如圖5所示,用PLC驅(qū)動(dòng)具有鎖存、譯碼、驅(qū)動(dòng)功能的芯片CD4513,再用CD4513芯片驅(qū)動(dòng)顯示器。每個(gè)CD4513的數(shù)據(jù)輸入端A~D共用PLC的4個(gè)輸入端,在LE信號(hào)的上升沿將數(shù)據(jù)輸入端輸入的BCD數(shù)鎖存在芯片內(nèi)的寄存器中,并將該數(shù)據(jù)譯碼后顯示出來。如果輸入的不是十進(jìn)制數(shù),顯示器熄滅。LE為高電平時(shí),顯示的數(shù)不受數(shù)據(jù)輸入信號(hào)的影響。顯然N個(gè)顯示器占用的輸出點(diǎn)數(shù)為P=4+N。我們可以看到所驅(qū)動(dòng)的顯示器越多,節(jié)省的輸出通道越多,成本降的越多。

        應(yīng)用時(shí)使用繼電器輸出模塊驅(qū)動(dòng)時(shí),應(yīng)注意在與CD4513相連的PLC各輸出端與“地”之間分別接一個(gè)幾千歐電阻,以免在輸出繼電器的觸點(diǎn)斷開時(shí)CD4513的輸入端懸空。輸出繼電器的狀態(tài)變化時(shí),其觸點(diǎn)可能出現(xiàn)抖動(dòng),因此應(yīng)先送數(shù)據(jù)輸出信號(hào),待該信號(hào)穩(wěn)定之后,再用LE信號(hào)的上升沿將數(shù)據(jù)鎖存進(jìn)CD4513。

        以上是筆者在實(shí)際應(yīng)用過程中用過的方法,當(dāng)然在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)具體設(shè)計(jì)靈活掌握采用何種方式來節(jié)約成本和優(yōu)化設(shè)計(jì),希望能給大家提供借鑒作用。

    參考文獻(xiàn):

        [1] 可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用[M]. 重慶大學(xué)出版社.

        [2] 三菱FX2N系列微型可編程序控制器使用手冊(cè).

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