PLC节省输出点数的方法
(1)分组输出 如图7所示,当两组负载不会工作时,可通过外部转换开关或受PLC控制的电器触点进行切换,使PLC的一个输出点可以控制两个不工作的负载。
7 分组输出
(2)矩阵输出 如图8所示为4×4矩阵输出电路,用8个输出点可控制16个负载。要使某个负载接通工作,只要它所在的行与列对应的输出继电器接通即可。例如,当Y010与Y004接通时,KM1得电吸合。应当注意的是:当只有某一行对应的输出继电器接通,各列对应的输出继电器才可以任意接通;或者当只有某一列对应的输出继电器接通,各行对应的输出继电器才可以任意接通。否则将会错误接通负载。采用矩阵输出时,必须将同一时间段接通的负载安排在同一行或同一列中,否则将无法控制。
8 矩阵输出
(3)并联输出 通断状态完全相同的负载,可以并联后共用PLC的一个输出点(要考虑PLC输出点的负载驱动能力)。例如PLC控制的交通信灯,
对应方向(东与西对应、南与北对应)的灯通断规律完全相同,将对应的灯并联后可以节省一半的输出点。
(4)负载多功能化 一个负载实现多种用途。例如,在传统的继电控制系统中,一个指示灯只指示一种状态。在PLC控制系统中,利用PLC的软件很容易实现利用一个输出点控制指示灯的常亮和闪亮,这样就可以利用一个指示灯表示两种不同的信息,从而节省PLC的输出点。
(5)某些输出信号不进入PLC 系统中某些相对独立、比较简单的部分可以考虑不用PLC来控制,直接采用继电器控制即可。
(6)利用输出点扩展输出点 与利用输出点扩展输入点相似,也可以用输出点分时控制一组输出点的输出内容。例如:在输出端口上接有多位LED7段码显示器时,如果采用直接连接,所需的输出点是很多的。这时可使用图9的电路利用输出点的分时接通逐个点亮多位LED7段码显示器。
在图9所示的电路中,CD4513是具有锁存、译码功能的专用共阴极7图9 输出口扩展输出口
段码显示器驱动电路,两只CD4513的数据输入端A~D共用可编程序控制
器的4个输入端,其中A为低位,D为高位。LE端是锁存使能输入端,在LE信号的上升沿将数据输入端的BCD数据锁存在片内的寄存器中,并将该数译码后显示出来,LE为低电平时,显示器的数不受数据输入信号的影响。显然,N位显示器所占用的输出点P=4+N。图9中Y004及YOO5分别接通时,输出的数据分别送到上下两片CD4513中。
PLC的用户程序执行过程
对于用户来说,在编写用户程序或选择设备时,必须清楚下面介绍的三个阶段,即用户程序执行过程的原理。
PLC采用集中处理的方法,即对输入扫描信号、执行用户程序和输出刷新都采用集中分批处理的工作方式。
(1)输入扫描 在这一阶段中,PLC以扫描方式读入所有输入端子上的输入信号,并将输入信号存入输入映像区,输入映像存储器被刷新。在程序执行阶段和输出刷新阶段中,输入映像存储器与外界隔离,其内容保持不变,直至下一个扫描周期的输入扫描阶段,才被重新读入的输入信号刷新。可见,PLC在执行程序和处理数据时,不直接使用现场当时的输入信号,而使用本次采样时输入到映像区中的数据。如果输入设备能使PLC输入端形成闭合回路,对应输入端编号的内部输入继电器内保存为“1”,即相当于继电器线圈导通。在程序执行过程中,该编号对应的触点动作;如果输入设备能使输入开路,则对应输入端编号的内部输入继电器内保存为“0”,即相当于继电器线圈没导通,在程序执行过程中,该编号对应的触点不动作。如果在PLC处于非输入扫描的阶段,PLC外的输入设备状态发生了变化,内部输入继电器也不会发生变化,要等到下一个输入扫描阶段才能根据此时的输入状态来刷新。对于少于十几毫秒的输入信号,经常采集不到。
(2)执行程序 在执行用户程序过程中,PLC按梯形图程序顺序自上而下、从左至右逐个扫描执行,即按助记符指令表的先后顺序执行。但遇到程序跳转指令,则根据跳转条件是否满足来决定程序跳转地址。程序执行过程中,PLC从输入映像区中取出输入变量的当前状态,进行由程序确定的逻辑运算或其他运算,根据程序指令将运算结果存入相应的内部继电器中,包括输出继电器、内部辅助继电器、定时器、计数器等。输出继电器的信号存放在输出映像区,即输出继电器与PLC外部的同编号的输出点对应。
在程序执行过程中,同一周期内,前面的逻辑结果影响后面的触点,即后执行的程序可能用到前面的新中间运算结果;但同一周期内,后面的运算结果不影响前面的逻辑关系。该扫描周期内除输入继电器以外的所有内部继电器的终状态(导通与否),将影响下一个扫描周期各触点的开与闭。
(3)输出刷新 程序执行阶段的运算结果被存入输出映像区,而不送到输出端口上。在输出刷新阶段,PLC将输出映像区中的输出变量送入输出锁存器,由锁存器通过输出模块产生本周期的控制输出。如果内部输出继电器的状态为“1”,则输出继电器触点闭合。全部输出设备的状态要保持一个扫描周期。