上海西门子S7-200SMARTPLC模块代理经销商

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PLC控制系统设计中减少输入点的方法

    (1)用二极管隔离的分组输入法。控制系统一般具有手动和自动的两种工作方式。由于手动与自动是不同时发生的，可分成两组，并由转换开关SA选择自动（位置2）和手动（位置1）的工作位置，如图6 - 34所示。这样一个输入点就可当作两个输入点使用。二极管的作用是避免产生寄生电路，保证信号的正确输入。

    (2)触点合并式输入方法。在生产工艺允许条件下，将具有相同性质和功能的输入触点串联或并联后再输入PLC输入端，这样使几个输入信号只占用一个输入点。下面，以两地控制程序为例来说明。

    设有一台电动机，要求分别在甲、乙两地均可对其进行启、停控制。甲地设停止按钮SB1，启动按钮SB3；乙地设停止按钮SB2，启动按钮SB4；其I/O接线图如图6- 35所示，PLC的I/O分配表如表6-7所示。对应的梯形图如图6- 36所示。这样，不管是在甲地或乙地均可对电动机进行启、停控制。而只占用于PLC两个输入点(I0.0、I0.1)。

    表6-7    I/O分配表

    推而广之，对于多地点控制，只要将n地的停止按钮的动断触点串联起来，接人PLC的一个输入点；再将n地的启动按钮并联起来，接人PLC的另一个输入点。

    (3)单按钮启、停控制程序。通常启、停控制（例如对某电动机的启、停控制）均要设置两个控制按钮作为启动控制和停止控制。现介绍只用一个按钮，通过软件编程，实现启动与停止的控制。

    如图6-37所示，I0.0作为启动、停止按钮的地址，*次按下时Q1.0有输出，第二次按下时Q1.0无输出，第三次按下Q1.0又有输出。

    减少输入点的方法除了上述方法外，还有编码输入法等方法，不再一一介绍。
I0.0接控制电路通断的按钮SB1，线圈Q0.0接输出，如驱动一个灯泡。此电路的梯形图及对应的语句表如图6 - 33所示。

    该电路的工作原理如下：接通按钮SB1，动合触点I0.0闭合，动断触点I0.0断开，定时器T38开始计时，0.5s后，T38由0变为1，并保持不变。动合触点T38闭合，线圈Q0.0得电，其动合触点Q0.0闭合，保持线圈Q0.0继续得电。从接通按钮SB1到线圈Q0.0得电，延时了0. 5s，所以具有延时接通功能。断开按钮SB1，动断触点I0.0闭合，定时器T37开始计时，0.5s后，T37由0变为1，并保持不变，使得动断触点T37断开，线圈Q0.0失电。从按钮SB1断开到线圈Q0.0失电，延时了0.5s，所以具有延时断开功能。

   在许多控制场合，需要对控制信号进行分频，下面以二分频为例来说明PLC是如何实现分频的。

    输入I0.1引入信号脉冲，要求输出Q0.0，输出的脉冲是前者的二分频。图6- 31所示是二分频电路的梯形图和对应的语句表，其对应的时序图如图6 - 32所示。在梯形图中用了3个辅助继电器，编号分别为M0.0、M0.1和M0.2。当输入I0.1在t1时刻接通(ON)，此时内部辅助继电器M0.0上将产生单脉冲。输出线圈Q0.0在此之前并未得电，其对应的动合触点处于断开状态，因此扫描程序至第三行时，尽管M0.0得电，内部辅助继电器M0.2也不能得电。扫描至第四行时，Q0.0得电并自锁。此后这部分程序虽多次扫描，但由于M0.0仅接通一个扫描周期，M0.2不能得电。Q0.0对应的动合触点闭合，为M0.2的得电做好准备。等到t2时刻，输入I0.1再次接通(ON)，M0.0上再次产生单脉冲，因此在扫描第三行时，内部辅助继电器M0.2条件满足而得电，M0.2的动断触点断开。执行第四行扫描时，输出线圈Q0.0失电，输出信号消失。以后虽然I0.1继续存在，由于M0.0是单脉冲信号，虽然多次扫描第四行，输出线圈Q0.0也不能得电。在t3时刻，输入I0.1第三次出现(ON)，M0.0上又产生单脉冲，输出Q0.0再次接通。

    (a)梯形图；(b)语句表

    图6-32    二分频电路对应的时序图

    S7-200 PLC定时器的大计时时间为3276.7s。为产生更长的设定时间，可将多个定时器、计数器联合使用，扩展其计时范围如图6-25和图6-26所示。

    (1)定时器串联扩展计时范围。图6-25中，从输入信号I0.1接通后到输出线圈Q0.0有输出，共延时T=(30000+30000)×0.1s= 6000s。若还要增大计时范围，可根据需要继续增加串联的定时器数目。

    (2)定时器、计数器串联扩展计时范围。图6-26中，从电源接通到输出线圈Q1.0有输出，共延时T= 3000.0s×30000=9×107s，若还要增大计时范围，可增加串联的计数器数目。

    (3)计数器串联扩展计数范围。S7 - 200 PLC CPU226模块的大计数值为32767，若需要更大的计数范围可将多个计数器串联使用以扩大计数范围。

    图6-27中，若输入信号I0.3是一个光电脉冲（如用来计工件数），从*个工件产生的光电脉冲开始，到输出线圈Q0.2有输出，共计数N=30000×30000=9×108个工件。
闪烁电路也称为振荡电路，该电路用在报警、娱乐等场合。闪烁电路实际上就是一个时钟电路。可以是等间隔地通断，也可以是不等间隔的通断。图6-21(a)所示是一个典型的闪烁电路的程序，其对应的时序图如图6-21(b)所示。在该例中，当I0.0有效时，T37就会产生一个1s通、2s断的闪烁信号。Q0.0和T37一样开始闪烁。

    (a)梯形图；(b)时序图

    在实际的程序设计中，如果电路中用到闪烁功能，往往直接用两个定时器组成闪烁电路，如图6-22(a)所示。该电路不管其他信号如何，PLC一经通电，该电路就开始工作。什么时候使用闪烁功能时，把T37的动合触点（或动断触点）串联上即可。通断的时间值可以根据需要任意设定。图6-22就是一个接通2s、断开2s的闪烁电路。

在实际工作中，因停电而停止生产是经常发生的事。在复电时，有些设备是不允许立即恢复工作的，否则会发生严重事故。在这种场合必须采用如图6-20所示的通电禁止输出程序。PLC上电进入RUN状态时，SM0.3接通一个扫描周期。使M1.0置1，M1.0的常闭触点切断了输出线圈Q1.0、Q1.1、…、02.3的控制逻辑，故输出被禁止。只有接通允许工作的按钮I1.0时，M1.0被复位，输出线圈Q1.0、Q1.1、…、Q2.3才有可能输出。
  电动机的正、反转控制是常用的控制形式，输入信号设有停止按钮SB1、正向启动按钮SB2、反向启动按钮SB3，输出信号应设正、反转接触器KM1、KM2，I/O分配表如表6-4所示，I/O接线图如图6-18所示。

    表6-4    I/O分配表

    电动机可逆运行方向的切换是通过两个接触器KM1、KM2的切换来实现的，切换时要改变电源的相序。在设计程序时，必须防止由于电源换相所引起的短路事故，例如，由正向运转切换到反向运转时，当正转接触器KM1断开时，由于其主触点内瞬时产生的电弧，使这个触点仍处于接通状态：如果这时使反转接触器KM2闭合，就会使电源短路。因此必须在*没有电弧的情况下才能使反转的接触器闭合。

    由于PLC内部处理过程中，同一元件的常开触点、常闭触点的切换没有时间的延迟，因此必须采用防止电源短路的方法，图6-19所示梯形图中，采用定时器T37、T38分别作为正转、反转切换的延迟时间，正转时延迟T1秒，反转时延迟T2秒，T1和T2可根据实际需要设定，从而防止了切换时发生电源短路故障。

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