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西門子PLC輸出點(diǎn)的簡(jiǎn)化方法

    與輸入點(diǎn)的簡(jiǎn)化相同，在PLC外部電路設(shè)計(jì)中也需要考慮輸出點(diǎn)的簡(jiǎn)化問題。下面，簡(jiǎn)要說明輸出點(diǎn)簡(jiǎn)化的幾種常用方法。

    (1)負(fù)載的并聯(lián)使用

    系統(tǒng)中有些負(fù)載的通／斷狀態(tài)是*相同的，可以共用一個(gè)輸出點(diǎn)來驅(qū)動(dòng)。

    注意：

    有些手動(dòng)開關(guān)需要串接一些安全聯(lián)鎖觸點(diǎn)，如果外部硬件聯(lián)鎖電路過于復(fù)雜，應(yīng)考慮將有關(guān)信號(hào)送入PLC，用軟件實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖。

    如圖4.8所示，用PLC的一點(diǎn)輸出同時(shí)驅(qū)動(dòng)負(fù)載M和狀態(tài)指示燈L，可節(jié)約PLC數(shù)字量輸出點(diǎn)數(shù)。

    注意：負(fù)載并聯(lián)的條件是負(fù)載電壓必須*，且總負(fù)荷容量不能超過輸出模塊允許的負(fù)載容量。

    (2)接觸器輔助觸點(diǎn)的應(yīng)用

    控制器輸出驅(qū)動(dòng)大功率負(fù)載時(shí)，往往要通過接觸器進(jìn)行電壓或功率的轉(zhuǎn)換。一般接觸器除完成主控功能外，還提供了多對(duì)輔助觸點(diǎn)，用來對(duì)有關(guān)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)鎖控制。

    在PLC外部電路設(shè)計(jì)中，可充分利用這類輔助觸點(diǎn)，使PLC的一個(gè)輸出點(diǎn)可同時(shí)控制兩個(gè)或多個(gè)有不同要求的負(fù)載；通過外部的轉(zhuǎn)換開頭的切換，一個(gè)輸出點(diǎn)也可以控制兩個(gè)或多個(gè)不同時(shí)工作的負(fù)載，這樣可節(jié)省PLC的輸出點(diǎn)數(shù)。

    (3)用數(shù)字顯示器代替指示燈

    如果系統(tǒng)的狀態(tài)指示燈或程序工步很多，可以用數(shù)字顯示器來代替指示燈，這樣可以節(jié)省輸出點(diǎn)數(shù)。

    如圖4.9所示，16步的程序指示需要用16點(diǎn)輸出來驅(qū)動(dòng)指示燈，如果使用BCD碼的數(shù)字顯示，只需要8點(diǎn)輸出，來驅(qū)動(dòng)兩個(gè)帶譯碼驅(qū)動(dòng)的數(shù)字顯示器。由于兩個(gè)數(shù)字顯示器可顯示數(shù)字“00”～“99”，即100個(gè)狀態(tài)，因此程序步或狀態(tài)指示燈愈多，用數(shù)字顯示器的*性就越大。

    (4)多位數(shù)字顯示器的動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)

    對(duì)于多位數(shù)字顯示器，如果直接用數(shù)字量輸出點(diǎn)來控制，所需要的輸出點(diǎn)是很多的。使用動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)，可以大幅度地減少輸出點(diǎn)數(shù)。

    如圖4.10所示，有5位數(shù)字顯示器，按圖4.9(b)所示的直接驅(qū)動(dòng)方法，需要5×4=20個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)。采用如圖4.10所示的動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)方法，則只需要9點(diǎn)輸出即可。圖4.10所示中，顯示數(shù)據(jù)由Y0～Y3輸出，數(shù)字顯示器的控制端分別由Y10～Y14控制，用于動(dòng)態(tài)掃描的選通輸出。

    PLC輸入輸出點(diǎn)數(shù)的多少是決定控制系統(tǒng)價(jià)格的重要因素，因此設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)應(yīng)盡量簡(jiǎn)化輸入輸出點(diǎn)數(shù)。簡(jiǎn)化PLC輸入輸出點(diǎn)數(shù)的方法很多，在完成同樣控制功能的情況下，通過合理選擇模塊可以簡(jiǎn)化控制方案。同樣，在設(shè)計(jì)PLC外圍電路時(shí)，也要注意輸入輸出點(diǎn)的簡(jiǎn)化問題。

    下面，介紹PLC外部電路設(shè)計(jì)中輸入點(diǎn)簡(jiǎn)化的幾種常用方法。

    (1)輸入點(diǎn)的合并

    如果某些外部輸入信號(hào)總是以某種“串聯(lián)”或“并聯(lián)”組合的方式整體出現(xiàn)在梯形圖中，可以將它們對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)在PLC的外部串、并聯(lián)后，再作為一個(gè)輸入點(diǎn)接到PLC。

    例如，圖4.3中的S1和S2兩個(gè)開關(guān)都是控制同一個(gè)電動(dòng)機(jī)，分別設(shè)在近處和遠(yuǎn)處。按照?qǐng)D4.3(a)的接法需要2個(gè)輸入點(diǎn)，將兩個(gè)開關(guān)并聯(lián)后再輸入給PLC，則僅需要1點(diǎn)輸入。這樣，PLC的輸入點(diǎn)和相應(yīng)的梯形圖都可以簡(jiǎn)化，如圖4.3(b)所示。

    同樣，對(duì)于設(shè)在多處的電動(dòng)機(jī)停止開關(guān)，也可以先串聯(lián)后再連接到PLC，只占用一個(gè)輸入點(diǎn)，如圖4.4所示，相應(yīng)的梯形圖也可以得到簡(jiǎn)化。

    (2)分時(shí)分組輸入

    有些輸入信號(hào)可以按輸入時(shí)機(jī)分成幾組，如自動(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)兩種工作方式分別使用的輸入信號(hào)可以分成兩組輸入，并增加一個(gè)自動(dòng)／手動(dòng)指令信號(hào)，用于自動(dòng)程序和手動(dòng)程序的切換之用，如圖4.5所示。

    圖4.4    外部信號(hào)的串聯(lián)連接輸入

    圖4.5    外部信號(hào)的分時(shí)分組輸入

    注意：分時(shí)分組輸入時(shí)，各開關(guān)需要串聯(lián)二極管來切斷寄生電路，避免錯(cuò)誤輸入的產(chǎn)生。

    如圖4.5所示，假設(shè)圖中沒有二極管，系統(tǒng)處于自動(dòng)狀態(tài)，S1、S2、S3閉合，S4斷開，這時(shí)電流從L+流出，經(jīng)S3、S1、S2形成回路，使輸入X3錯(cuò)誤地為“ON”。各開關(guān)串聯(lián)了二極管后，切斷了寄生回路，避免了錯(cuò)誤輸入的產(chǎn)生。

    (3)減少多余信號(hào)的輸入

    如果通過PLC程序能夠判定輸入信號(hào)的狀態(tài)，則可以減少一些多余信號(hào)的輸入。

    如圖4.6所示，系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)3種工作狀態(tài)，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)S1切換。圖4.6(a)將轉(zhuǎn)換開關(guān)的三路信號(hào)全部輸入到PLC，而圖4.6(b)則用自動(dòng)和半自動(dòng)的“非”來表示手動(dòng)，則可節(jié)省1個(gè)輸入點(diǎn)。

    圖4.6    多余輸入信號(hào)的處理

    (4)手動(dòng)開關(guān)置于PLC之外

    系統(tǒng)的某些輸入信號(hào)，如手動(dòng)操作按鈕、保護(hù)動(dòng)作后需要手動(dòng)復(fù)位的電動(dòng)機(jī)熱繼電器的常閉觸點(diǎn)等提供的信號(hào)，可以設(shè)置在PLC外部的硬件電路中。如圖4.7所示，圖4.7(b)中將手動(dòng)操作開關(guān)直接和控制器的輸出接點(diǎn)相并聯(lián)，與圖4.7(a)相比可以節(jié)省大量的輸入點(diǎn)，并可以簡(jiǎn)化梯形圖。

  1．運(yùn)行方式設(shè)計(jì)

    基于PLC的控制系統(tǒng)，其運(yùn)行方式有以下3種。

    · 自動(dòng)運(yùn)行方式：是控制系統(tǒng)的主要運(yùn)行方式。只要運(yùn)行條件具備，控制器本身啟動(dòng)系統(tǒng)，或由操作人員按下啟動(dòng)按鈕后控制器自動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行。

    ·半自動(dòng)運(yùn)行方式：系統(tǒng)的啟動(dòng)或運(yùn)行過程中的某些步驟需要人工干預(yù)方可運(yùn)行下去。多用于檢測(cè)手段不完善，需要人工判斷，或某些設(shè)備不具備自動(dòng)控制條件，需要人工干涉的場(chǎng)合。

    ·手動(dòng)運(yùn)行方式：用于設(shè)備調(diào)試、系統(tǒng)調(diào)整或緊急情況下的控制方式，是自動(dòng)運(yùn)行方式的輔助或后備方式。

    注意：

    手動(dòng)操作時(shí)缺少系統(tǒng)聯(lián)鎖信號(hào)，不符合系統(tǒng)安全運(yùn)行規(guī)程。因此，手動(dòng)運(yùn)行方式不能作為控制系統(tǒng)的主要運(yùn)行方式，只能用于設(shè)備調(diào)試或臨時(shí)后備用。

    2．停止方式的設(shè)計(jì)

    控制系統(tǒng)的停止也有以下3種。

    ·正常停止：由控制器的程序控制執(zhí)行的停止。當(dāng)運(yùn)行步驟執(zhí)行完畢，不需要重新啟動(dòng)程序時(shí)，或控制器接收到操作人員發(fā)出的停止指令后，控制器按規(guī)定的停止步驟停止系統(tǒng)。

    ·暫時(shí)停止：用于在程序控制方式時(shí)暫停執(zhí)行當(dāng)前程序，使用所有的輸出置成“OFF”狀態(tài)，待暫停解除時(shí)繼續(xù)執(zhí)行被暫停的程序。

    ·緊急停止：當(dāng)控制系統(tǒng)中某設(shè)備出現(xiàn)導(dǎo)常情況或故障時(shí)，如果不立即停止系統(tǒng)的運(yùn)行將導(dǎo)致重大事故或可能損壞設(shè)備時(shí)，必須使用緊急停止按鈕來使所有的設(shè)備立刻停止運(yùn)行。緊急停止時(shí)，所有設(shè)備停止運(yùn)行，且程序的執(zhí)行被解除，控制內(nèi)容全部復(fù)位到初始狀態(tài)。

    注意：

    為了安全可靠，緊急停止方式應(yīng)設(shè)計(jì)為既沒有聯(lián)鎖條件、也沒有延遲時(shí)間的停止方式，并不受PLC運(yùn)行狀態(tài)的限制。

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