实习实验用PLC输入输出点数的扩展

甘肃省石化技师学院 马卫东

实习实验用PLC输入输出点数的扩展

甘肃省石化技师学院 马卫东

本文主要介绍了如何用复合按钮和译码器扩展PLC输入输出点数的方法，这些方法简单易行、经济实用，符合职业技术学校实际，只需很少的费用，就可以让原有的PLC发挥更大的作用。

PLC；点数；复合按钮；普通二极管；译码器；数码管

PLC因体积小、功耗低、性价比高、抗干扰能力强、编程使用方便等优点被广泛应用于工业控制领域。但在实际应用过程中，往往存在数字量输入输出点数不够的问题。为此，常采取更换PLC型号、加装数字量和模拟量扩展模块等办法予以解决。显然，这样做不但费用昂贵，而且安装、接线、调试也非常复杂，对已经制作或者购置了PLC实习设备的职业技术学校来说，不是一个理想的选择。下面，本人将结合职业学校实际常用的西门子S7-200PLC设备，用复合按钮、译码器并结合软件设备来扩展PLC输入输出点数，这样就可以很好地解决上述问题。

PLC因体积小、功耗低、性价比高、抗干扰能力强、编程使用方便等优点被广泛应用于工业控制领域。但在实际应用过程中，有时需要多个按钮和开关进行控制，或者需要对多个位置和参数进行检测，这样就会出现PLC输入点数不够用的问题，如八层电梯的基本控制，电梯内部须设置八个楼层按钮，用户按哪一层按钮，电梯就上到那一层；每层电梯通道内均设置一个位置开关，用来确定电梯任何时刻的位置；每层电梯口设置上下两个按钮，供用户乘坐电梯前呼叫电梯（为了简单起见，每层上下按钮可以合起来和楼层按钮共用PLC的同一个输入端口）；另外，电梯内部还应设置开门门限开关和关门门限开关，控制电梯门进行准确地开关；设置压力检测开关，以防止电梯门夹人；设置过载检测开关，用于检测电梯是否过载；设置紧急呼救按钮，供用户紧急呼救之用；设置一个数码管，用于显示电梯所在楼层；设置两个电机四个输出，通过控制电机正反转实现电梯升降和开门关门动作；设置一个报警输出，用于意外情况下的报警和呼救；设置一个失电自锁保护输出，用于突然断电时电梯的自锁保护。其总的输入输出地址分配表如图1。

图1 输入输出地址表

图2 PLC输入输出点数的扩展

显然，根据图1所示的输入输出地址分配表，一个八层电梯，至少需要20个数字量输入，14个数字量输出，可是大多数职业技术学校所用PLC，其输入输出点数一般达不到这个标准，就拿许多学校常用的西门子S7-200PLC中的CPU224XP来说，它只有14个输入10个输出，显然离实际需求相距较远。为此，就必须对其输入输出点数进行扩展。如果按照传统的更换PLC型号、加装数字量和模拟量扩展模块等办法解决，不但费用昂贵，而且安装、接线、调试也非常复杂，对已经制作或者购置了PLC实习设备的职业技术学校来说，不是一个理想的选择。现在我们就用职业技术学校常用的复合按钮以及费用低廉的译码器来解决这个问题。其接线图如图2所示。其相应的梯形图为图3。其中SB1、SB2、SB3和SB4为四个复合按钮，SB1、SB2的常开和常闭分别接PLC的I0.0和I0.1；SB3的常开分为两路，分别接I0.0和I0.1，常闭不用；SB4的常闭分两路，分别接I0.0和I0.1，常开不用。另外，SB3和SB4的两支分路上分别接了两只普通二极管，以免SB1、SB2、SB3和SB4互相影响，同时也比较安全可靠，即使一只二极管出了问题，也不影响整个线路。这样，当SB1、SB2、SB3和SB4不动作时，相应的M0.0、M0.1、M0.2和M0.3为0；分别按下SB1、SB2、SB3和SB4时，相应的M0.0、M0.1、M0.2和M0.3为1，于是M0.0、M0.1、M0.2和M0.3的状态分别对应了SB1、SB2、SB3和SB4的状态，由此可见，只要这四个按钮不是同时动作，则PLC的两个输入点I0.0和I0.1就扩展成了四个，以此类推，我们还可以将I0.2.和I0.3、I0.4.和I0.5分别扩展成四个输入，分别接开门门限开关、关门门限开关，、压力检测开关、过载检测开关以及各层电梯位置开关，因为这些开关都不是同时动作的，所以它们这样接了不影响电梯正常运行，而每层电梯的楼层按钮，因为可能发生同时按下的现象，所以就不要这样扩展了。

图3 输入点数扩展梯形图

至于输出口的扩展，一般数码管所需点数较多，所以我们可通过一个七段译码器，将Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5扩展成八个输出，分别接数码管a、b、c、d、e、f、g、h，剩下的输出用来实现电梯门的开关、电梯的升降以及用于报警和失电保护。因为译码器很便宜，接线也不复杂，所以用这种办法扩展PLC输出口很理想，当然，也可以采用三输入-八输出译码器，使用起来也很方便，具体就再不介绍了。

总之，使用复合按钮、译码器并结合软件设备来扩展PLC输入输出点数，不但价格便宜、成本低廉，安装维修比较方便，而且也比较安全可靠，非常适合职业技术学校学生PLC实习之用。另外，这种方法还可以实际项目中，比如可用双常开按钮把4个输入点扩展为10种输入信号状态，具体情况可参照其他文献。

[1]禹恒州.扩展PLC的I/O点探讨[J].可编程控制器与自动化,2006(9).

[2]于桂音.用数字显示器实现PLC控制系统的输出点扩展[J].机床电器,2006年02期.

[3]黄永红,吴中俊.PLC输入/输出点数扩展方法[J].电工技术杂志,2002年03期.

马卫东，甘肃省石化技师学院高级讲师。