1  降低成本的必要性

　　PLC作為一種新型的、通用的自動(dòng)控制裝置，具有功能強(qiáng)，可靠性高，使用靈活方便，易于編程以及工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等諸多特點(diǎn)。因而在工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)電一體化和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造等方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，已成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。
　　
   隨著PLC產(chǎn)品的不斷改進(jìn)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)領(lǐng)域的PLC也開(kāi)始向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，企業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)大量使用PLC；在此背景下，PLC產(chǎn)品的價(jià)格和控制系統(tǒng)的費(fèi)用成為企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，也將從根本上影響PLC技術(shù)的應(yīng)用推廣；基于此，本文提供一些簡(jiǎn)便的設(shè)計(jì)技巧，可在一定程度上降低成本，促進(jìn)PLC的廣泛使用。
　　
   在實(shí)際使用PLC的過(guò)程中，I/O點(diǎn)數(shù)的花費(fèi)，占用大量的開(kāi)支，當(dāng)前PLC的每一點(diǎn)平均價(jià)格高 達(dá)數(shù)百元，進(jìn)口的機(jī)型則高達(dá)千元。減少所需的I/O點(diǎn)數(shù)是降低系統(tǒng)硬件費(fèi)用的主要措施，在大多數(shù)場(chǎng)合下，被控對(duì)象的輸出點(diǎn)小于輸入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)需要的檢測(cè)點(diǎn)較多，或者說(shuō)需要的操作按鈕較多，這樣在選型時(shí)PLC的輸出點(diǎn)數(shù)目較容易滿(mǎn)足要求，對(duì)輸入點(diǎn)則可能不易滿(mǎn)足。因此，I/O點(diǎn)數(shù)的減少則主要在于減少輸入點(diǎn)數(shù)，若能減少輸入點(diǎn)數(shù)的開(kāi)銷(xiāo)，便能很好地降低費(fèi)用。 


   2  降低成本的方法
　　
   要降低系統(tǒng)使用成本，可以從硬件和軟件兩個(gè)角度來(lái)考慮，在硬件方面可以考慮通過(guò)電路的組合，減少使用I/O點(diǎn)數(shù)的機(jī)會(huì)，在軟件方面則是通過(guò)程序的組合擴(kuò)展I/O點(diǎn)的使用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)多用。

   2.1硬件上實(shí)現(xiàn)降低成本
　　
   硬件方面降低成本在利用現(xiàn)有PLC設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)方面具有實(shí)際意義。可采用以下幾種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)：

   2.1.1外界信號(hào)分組輸入
　　
   在具有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制2種效果的系統(tǒng)中，自動(dòng)控制程序和手動(dòng)控制程序一般不會(huì)同時(shí)執(zhí)行．這時(shí)可將自動(dòng)與手動(dòng)信號(hào)按不同控制狀態(tài)要求分組接入PLC輸入端子，如圖1所示(以三菱FX2小型PLC為例)。
　　
   SBI和SB2按鈕都使用X0輸入端，但他們不是同時(shí)起作用，這樣，通過(guò)PLC的硬件公共點(diǎn)(COM)接線的轉(zhuǎn)換和軟件分時(shí)執(zhí)行各自不同的用戶(hù)程序段的方法，使得PLC的1個(gè)輸入點(diǎn)可分別反應(yīng)2個(gè)輸入信號(hào)的狀態(tài)。起到2個(gè)輸入點(diǎn)的作用，來(lái)完成PLC在2種工作狀態(tài)下的輸入功能，提高了PLC輸入點(diǎn)的利用效率，節(jié)省了PLC輸入點(diǎn)的實(shí)際數(shù)量。圖中SA用來(lái)選擇自動(dòng)／手動(dòng)程序，供自動(dòng)／手動(dòng)切換之用，二極管用來(lái)切斷寄生信號(hào)，避免錯(cuò)誤信號(hào)的產(chǎn)生。

   2.1.2合并輸入開(kāi)關(guān)元件 
                          

在如圖2(a)所示的多點(diǎn)起停的電動(dòng)機(jī)控制電路中，電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)在不同地方啟動(dòng)、停止的控制。若采用PLC控制，可分別采用圖2(b)和(c)的接線方法。圖2( b)接線占用PLC輸入點(diǎn)較多(共5個(gè))，梯形圖也顯得復(fù)雜;圖2(c)接線則將外部輸 入信號(hào)串聯(lián)后輸入，占用PLC輸入點(diǎn)較少(共2個(gè))，梯形圖也比較簡(jiǎn)單。

   2.1.3利用矩陣形式輸入
　　
   在由繼電器輸出型的PLC控制系統(tǒng)控制的復(fù)雜系統(tǒng)中，通過(guò)矩陣輸入可以明顯的減少所需PLC輸入點(diǎn)數(shù)。圖3中，將輸出端的COM2和輸入端的COMl連接起來(lái)。利用軟件使Y430，Y4 31，Y432輪流為“1”狀態(tài)，則Y430為“1”時(shí)讀入K1，K2，K3的狀態(tài)。在梯形圖中，應(yīng)將Y430和X400的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)作為K1提供的輸入量；Y431為“1”時(shí)讀入K4，K5，K6的狀態(tài)等。圖中二極管是用來(lái)防止寄生電路的產(chǎn)生。這種輸入方法對(duì)不常變化的輸入元件特別適合。

   2.1.4部分信號(hào)不占端子
　　
   對(duì)一些功能簡(jiǎn)單，涉及面很窄的輸入信號(hào)，如手動(dòng)操作按鈕、熱繼電器常閉觸點(diǎn)等，可將他們?cè)O(shè)置在PLC的外部硬件電路中，沒(méi)有必要作為PLC的輸入信號(hào)。

   2.2用軟件功能實(shí)現(xiàn)成本降低

   2.2.1一點(diǎn)多用
　　
   （1）通過(guò)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)
　　
   一個(gè)電路的啟動(dòng)和停止控制通常是由2只按鈕分別完成的。當(dāng)一臺(tái)PLC控制多個(gè)具有啟/停操作的電路時(shí)，將占用很多輸入點(diǎn)，如果用1只按鈕實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)和停止則可節(jié)省一半的輸入點(diǎn),用計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)的單按鈕起停控制電路如圖4所示。 

（2）通過(guò)定時(shí) 器實(shí)現(xiàn)
　　
   電路如圖5所示。當(dāng)按下按鈕X400時(shí)，輸出線圈Y431被置位接通。Y431的輔助觸點(diǎn)使定時(shí)器T601定時(shí)2 s啟動(dòng)，2 s后定時(shí)器T601常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，而常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。當(dāng)再次按下按鈕X400時(shí)，由于X400和T601都接通，在復(fù)位指令RST作用下，輸出線圈Y431斷開(kāi)，使外部負(fù)載停止工作。
　　
   （3）通過(guò)移位寄存器實(shí)現(xiàn)

　　在如圖6所示的電路中，當(dāng)按下按鈕X400時(shí)，X400的2個(gè)觸點(diǎn)接通移位寄存器的數(shù)據(jù)輸入和移位輸入2個(gè)端子，M200為“1”狀態(tài)，且立即移位到M201，使M201也為“1”狀態(tài)，M201的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使Y431有輸出，接通外部負(fù)載工作，同時(shí)M201的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。當(dāng)再次按下X400按鈕時(shí)，由于M201常閉的觸點(diǎn)封鎖第二次信號(hào)輸入，于是移位信號(hào)將M200的“0”狀態(tài)移到M 20 1，使M201為“0”態(tài)．其常開(kāi)觸點(diǎn)M201切斷了Y431的輸出、停止負(fù)載工作。此時(shí)電路恢復(fù)最初狀態(tài)，等待下一次按下按鈕

4）通過(guò)脈沖輸出指令實(shí)現(xiàn)
　　
   脈沖輸出指令又稱(chēng)微分輸出指令。電路如圖7所示，按下按鈕X400時(shí)．在微分脈沖輸出指令PLS的作用下，輔助繼電器M300接通一個(gè)掃描周期，其常開(kāi)觸點(diǎn)接通輔助繼電器M100線圈回路，M100常開(kāi)觸點(diǎn)閉合1個(gè)周期，在置位指令的作用下M301接通，M301常開(kāi)觸點(diǎn)接通輸出繼電器Y431線圈，Y431線圈輸出驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載的控制信號(hào)，使負(fù)載啟動(dòng)運(yùn)行。
　　　                            

當(dāng)再次按下按 鈕X400時(shí)，在微分脈沖輸出指令PLS的作用下，M300常開(kāi)接點(diǎn)接通M101線圈1個(gè)掃描周期，M 101常開(kāi)接點(diǎn)閉合，在復(fù)位指令作用下，Y431線圈回路斷開(kāi)，使外部負(fù)載停止工作。


   2.2.2跳轉(zhuǎn)線圈實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)操作
　                                   
圖8為用-個(gè)輸入點(diǎn)X401實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)2種操作功能的梯形圖。其中X401接自動(dòng)/手動(dòng)工作方式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。當(dāng)開(kāi)關(guān)指向手動(dòng)時(shí)，X401常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，跳轉(zhuǎn)條件成立，此時(shí)將跳過(guò)CJP 701與EJP 701之間的程序，使自動(dòng)工作程序不執(zhí)行，同理當(dāng)開(kāi)關(guān)指向自動(dòng)時(shí)，執(zhí)行自動(dòng)工作程序。 


   3結(jié)語(yǔ)
　　
   在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)使用以上方法，可以大大提高PLC輸入／輸出點(diǎn)的利用效率，節(jié)省PLC輸入/輸出點(diǎn)的實(shí)際使用數(shù)量，縮小PLC的體積，實(shí)現(xiàn)有效地節(jié)約成本。


   參考文獻(xiàn)

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