西门子模块6ES7235-0KD22-0XA8支持验货

西门子模块6es7235-0kd22-0xa8支持验货

1 引言
近几年来，可编程序控制器(plc)以其可靠性高、适应性强、灵活性好、编程简单、容易掌握等特性，在各个领域发挥越来越重要的作用。在plc控制系统中，plc作为主要控制设备，必然与控制对象中各种输入信号(如按钮、限位开关、拔动开关、继电器的触点及其它检测信号等)和输出设备(如继电器线圈、接触器线圈、电磁阀等执行元件)相关联。在实际工作中，由于受plc应用系统规模的限制，plc输入/输出点数往往不够用。为此若采用扩展输入/输出单元或更换点数更多的plc来解决有时又不合算，为了降低系统硬件的成本，常常采用各种技巧减少系统占用的输入/输出点数，相当于扩展了plc的i/o点数。本文从硬件、软件两个方面介绍在不增加硬件情况下“扩展”plci/o点数的几种方法。

2 “扩展”i/o点数的方法
2.1 分组输入
有些plc控制既有“手动控制”又有“自动控制”，而自动控制程序和手动控制程序不会同时执行，这时可将自动与手动信号按不同控制状态要求分组接入plc输入端子，如图1所示(本文以三菱fx2小型plc编号分配为例进行梯形图设计)。图1中sa用来选择自动/手动程序，供自动/手动切换之用，sb2和sb1按钮都使用x0输入端，但它们不会同时起作用，图1中的二极管用来切断寄生信号，避免错误信号的产生。这样，通过plc的硬件公共点(com)接线的转换和软件分时执行各自不同的用户程序段的方法，使得plc的一个输入点可分别反应两个输入信号的状态，起到两个输入点的作用，来完成plc在两种工作状态下的输入功能，提高了plc输入点的利用效率，相当于扩展了plc的输入点的实际数量。其它x1-x7端相似。

图1 分组接入plc输入端子

2.2 采用硬件接线完成简单的“与”、“或”逻辑，减少电路i/o点数
(1) 减少电路输入点数
图2是一个由继电器、接触器组成的电动机起动、停止两地控制电路，可以实现电动机在两个地方起动、停止的控制。如将此电路改为plc控制，plc输入电路有多种接法，对应的梯形图也有多种。从图3和图4这两种接线图及相应的梯形图可以看出:图3的接线占用输入多(共5个)，梯形图也显得复杂，但判断输入设备故障时形象较直观。当plc输入点比较紧张时，可采用图4所示的输入接线图，它占用plc输入点较少(共3个)，相应的梯形图也比较简单。

图2 电机起/停两地控制电路

图3 图2的plc控制图(i/o点用的较多)

图4 图2的plc改进输入法(i/o点用的较少)

(2) 减少所需plc的输出点数
对于通断状态完全相同的负载，在plc的输出端点功率允许的情况下可并联于同一输出端点，即一个输出端点带多个负载。例如输出信号灯与负载并联，如图5所示，这样可减少一半输出点数。但要注意不能超出每个端点的允许负载能力。

图5 信号灯与负载并联时的情况

此外，还可采用三线-八线编码、译码方法，只增加少量的外部元件，即可实现将8个显示输出口减少为3个输出口。
2.3 通过软件编程减少电路i/o点数
(1) 用一个按钮实现起动和停止
一般情况下，plc控制的外部设备至少要有1个起动按钮和1个总停止按钮作为输入信号，来控制程序的运行和停止，因此至少需要2个输入点。当输入的总点数紧张时，也可用1个自复位按钮sb3实现起动和停止两种控制，其输入接线如图6所示，相应的梯形图可采用图7或图8所示的两种设计方法。图7中的m0为内部继电器，作中间环节使用。图8中采用了置位、复位指令及定时器t0来完成单按钮实现起动和停止的功能。采用图8所示的梯形图时，应注意t0的设定值应大于按钮x0按住的时间t。

图6 用1个自复位按钮实现启动和停止控制

单按钮起动、停止电路除了可以采用图7、图8所示的梯形图来实现外，还可采用移位寄存器或计数器来实现。

图7 对应于图6的梯形图

图8 图6的另一种梯形图

(2) 用4个输入点表示10个输入信号状态
对于直流输入模块，采用双常开按钮的编程技巧，输入点可在一定程度上得到扩展。例如，利用图9所示的梯形图可把4个输入点扩展为10种输入信号状态。图9中直流输入模块的x1、x2、x3、x4均接入常开按钮，利用这4个按钮的不同状态组合可表示10种输入信号。如假设图9中的个逻辑行表示正向起动，第二个逻辑行表示反向起动，第三个逻辑行表示总停止等等。

图9 4个输入点扩展为10种输入信号状态的梯形图

对应图9的输入接线如图10所示，图10中的二极管用来切断寄生信号。在调整时，若操作人员同时按下sb7和sb8(或sb6和sb9)，则会发出报警信号。为了避免这种情况的发生，专门设置了一个判别程序，利用t12的常闭触点禁止第5到第10逻辑行执行，保证错误信号无法执行。编程过程中可用t0到t11替代sb1到sb10信号。
同前所述，也可采用8个输出点组成bcd码，表示100个输出信号的状态，可节省90多个输出点，具体梯形图从略。

图10 对应图9的输入接线图

3 结束语
通过使用以上介绍的方法，可以大大提高plc输入/输出点的利用效率，相当于扩展了plc的输入/输出点的数量，相对地缩小了plc的体积，节约了成本。

1 引言
     在机床的控制中，经常遇到类似如工件的夹紧/放松，冷却液的启动/停止，顶针的前进/后退等等的操作。对于这类动作，操作者往往希望通过一个按钮来实现:按一下按钮，工件夹紧;再按一下按钮，工件放松;再按一下按钮，工件又夹紧;如此循环往复。把这样的按钮称为双稳态按钮，即有两种稳定状态:接通和断开，而且两种状态都能保持。在数控系统中，机床控制面板上一般会提供一些按键供用户自由定义，但按键的数量往往是非常有限的，所以对按键的分配不得不斟酌再三。如果在plc程序中把按键做成双稳态的，一个按键身兼二职，就会使许多问题迎刃而解了。可见，plc程序把按钮做成双稳态，还可以节省输入点的数量，这样在经济上也是很合算的。

2 构成双稳态按钮的三种方法
在plc程序中构造双稳态按钮，有多种实现的方案，现在就介绍其中的三种方法。
2.1 通过set和reset指令来实现

图1 通过set和reset指令来实现双稳态按钮功能

图1程序中，当次按下按钮i0.0，此时条支路因串联的m0.1为常闭点，而使m0.0接通条件满足置位。第二条支路的执行条件不满足，暂且不去理会。再看第三条支路，假设持续按着按钮不释放，因支路中串联进i0.0的常闭点而使接通条件不满足，直到释放按钮i0.0，因串联的m0.0已经置位，从而使m0.1和q0.0输出保持为“1”。当第二次按下按钮i0.0时，因为m0.0的状态为“1”，条支路执行条件不满足，第三条支路因i0.0的按下而使m0.1和q0.0输出为“0”，m0.1由“1”变为“0”产生一个下降沿，使m0.0复位为“0”，从而使m0.1和q0.0的“0”状态得以保持，即使释放按钮i0.0以后。之后对按钮i0.0的操作，又重复上述过程。可见，得到的是一个双稳态按钮。
2.2 利用plc基本逻辑指令来实现
plc程序是按照一定的plc扫描周期循环往复地的执行程序代码。在每一个plc扫描周期内，先读入输入映像区内的信号状态，然后执行用户程序，后刷新输出映像区的信号状态。用户程序的执行是按照代码的先后顺序自上往下依次执行的。

图2 利用plc基本逻辑指令来实现双稳态按钮功能

图2程序中正是充分利用了plc程序的执行的特点，现在分析一下它的工作过程。按一下按钮，使i0.1变为“1”，在个plc扫描周期内，m0.0变为“1”，m0.1变为“1”，m0.1等于“1”会使m0.0变为“0”，但m0.0的状态变化要到下一个plc扫描周期才会执行，可见m0.0是宽度为1个plc扫描周期的脉冲信号。因为m0.0等于“1”，这样会使原来状态为“0”的q0.0变为“1”。从第二个plc扫描周期起，不论i0.1变为“0”或保持为“1”，m0.0变为“0”并稳定在“0”上，这样q0.0通过m0.0常闭点与q0.0常开点串联的支路保持为“1”状态。再按一下按钮，m0.0又产生宽度为1个plc扫描周期的脉冲信号，这个脉冲信号使原来状态为“1”的q0.0变为“0”并稳定在“0”上。如此每次按一下按钮，q0.0就在“0”和“1”之间切换一次，形成双稳态信号。
这一段程序中使用的指令是所有plc系统都支持的基本的指令，可以说在任何类型的plc上都可以实现，非常具有代表性，值得借鉴。
2.3 借助于算术运算指令来实现
在数字电路中，如果把输出的“非”端反馈到d触发器的“d”输入端，则每来一个时钟脉冲，d触发器的状态就翻转一次。

图3 利用算术运算指令实现双稳态按钮功能

图3所示的程序借鉴了数字电路中的d触发器的工作原理，按钮i0.0每按下一次，就相当于给触发器的cp端输入一个触发脉冲，相加所得“和”的低位状态就翻转一次，如果q0.0取自低位，就可得到周期性状态在“0”、“1”之间改变的双稳态信号。为了避免加法的计算结果溢出，判断如果累加到16位整数所能表示的大值32767，就重新开始累加。

3 结束语
     文章开始提到的控制阀的两种状态，也可以选用具有保持功能的三位选择开关，这是一种硬件实现方案。当然可以选用本文所述的软件实现方案，殊途同归。但通过软件的方式，却节省了plc输入点的开销，如果plc的输入非常紧张，这是一种行之有效的方法，但若是输入点后还绰绰有余，这样做就有画蛇添足之嫌了。
硬件方案、软件方案，很难说究竟何者是佳方案。正如计算机的发展史，如果硬件非常昂贵，那就通过软件来实现这一功能;如果硬件的成本非常低了，何不充分发挥硬件的功能，这样还可以缩短一下程序代码。plc输入点的问题正是如此，适合的才是佳的。

 近段时间开发一种机器系统，其中有一项功能是将每天的机器工作数目在触摸屏中显示出来，天数要两年；并且只要输入日期，触摸屏上就可以将任意时间的数目进行统计。我自己设计了一个程序，愿与大家分享。如有问题请指正。
　　
　　画面讲述　　
　　本系统用的是omron的c的plc，触摸屏用的是pro-face的gp577r。其画面如下图1-a所见。
　　图中所示的b1按下后，就可以设置统计日期；设置完后，再按一下b2，就会统计两年内任意日期内的工件数。a1下的是指示数，从1～730，a2下的是年月日，如（030528）指的是03年05月28日。a3即每天的工件数。c1是向上翻页键，c2是向上翻行键，c3是向下翻页键，c4是向下翻行键。
　　

　　地址分布
　　
　　 触摸屏的系统地址从dm500开始。
　　 a1下的数字用的是一个触摸屏中的n标签，其功能如图2-a所示。地址是触摸屏的内部地址区域，我用的是ls2000;n标签上有一个运算，从上到下分别是ls2000+1~ls2000+10。
　　a2下的数字用的是一个触摸屏中的两位e标签，其功能如图2-b所示。地址是plc的内部地址区域，我用的是dm1000~1001。从上到下分别是dm1000~dm1018。
　　a3下的数字用的也是一个触摸屏中的两位e标签，其功能如图2-c所示。地址是plc的内部地址区域，我用的是dm2000~2001。从上到下分别是dm2000~dm2018。
　　 b1是触摸键，用来设定起始日期和终止日期日期。b2=22915，用来触发统计总的工件数。
　　c1~c4用的是一个触摸屏中的t标签，其功能如图2-d所示。地址是触摸屏的内部地址区域，c1=ls50102，c2=ls50103，c3=ls50100，c4=ls50101。
　　
　　
　　触摸屏程序
　　
　　pro-face的触摸屏有d-bbbbbb editor功能，请大家看以下的程序。
　　
　　 id : 0000
　　 trigger : bit rising ， edge bit address :ls050100
　　 bbbbula :
　　 if ([w:ls1000]<=758)
　　 {[w:ls1000]=[w:ls1000]+2
　　 }
　　 endif
　　 date type : bcd data length : 16 bit
　　此程序的是用来向下翻行，即指示值（a1）小于758时，将画面向下翻一行。
　　 id : 0001
　　 trigger : bit rising ， edge bit address :ls050101
　　 bbbbula :
　　 if ([w:ls1000]<=720)
　　 {[w:ls1000]=[w:ls1000]+40
　　 }
　　 endif
　　 date type : bcd data length : 16 bit
　　此程序的是用来向下翻页，即指示值（a1）小于720时，将画面向下翻一页。
　　 id : 0002
　　 trigger : bit rising ， edge bit address :ls050102
　　 bbbbula :
　　 if ([w:ls1000]>=40)
　　 {[w:ls1000]=[w:ls1000]-40
　　 }
　　 endif
　　 date type : bcd data length : 16 bit
　　此程序的是用来向上翻页，即指示值（a1）大于等于40时，将画面向上翻一页。
　　 id : 0003
　　 trigger : bit rising ， edge bit address :ls050103
　　 bbbbula :
　　 if ([w:ls1000]>=2)
　　 {[w:ls1000]=[w:ls1000]-2
　　 }
　　 endif
　　 date type : bcd data length : 16 bit
　　此程序的是用来向上翻行，即指示值（a1）大于等于2时，将画面向上翻一行。
　　 id : 0004
　　 trigger : timer fn ， timer duration : 1
　　 bbbbula :
　　 [w:ls2000]=[w:ls1000]/2
　　 date type : bcd data length : 16 bit
　　此程序的显示指示数a1。
　　
　　plc程序
　　
　　[network]
　　 name="calendar"（本段是将每天的日期转换到触摸屏中）
　　[statementlist]
　　 ld 253.13
　　 out tr0
　　 cmp dm0502 hr92 //dm0502是系统的年
　　 and not 255.06
　　 ld tr0
　　 and 049.02
　　 or ld
　　 and not tim252
　　 and not 049.03
　　 and not 049.04
　　 out 049.02
　　 tim 252 #0010
　　 ld tr0
　　 mov dm0502 hr92
　　 cmp dm0503 hr93 //dm0503是系统的月
　　 and not 255.06
　　 ld tr0
　　 and 049.03
　　 or ld
　　 and not tim253
　　 and not 049.04
　　 out 049.03
　　 tim 253 #0010
　　 ld tr0
　　 mov dm0503 hr93
　　 cmp dm0504 hr94 //dm0504是系统的日
　　 and not 255.06
　　 out 049.04
　　 ld tr0
　　 mov dm0504 hr94
　　 and tim252
　　 ld tr0
　　 and tim253
　　 or ld
　　 ld tr0
　　 and 049.04
　　 or ld
　　 out tr1
　　 add #0002 dm0070 dm0070 //dm0070是指针字
　　 cmp dm0070 #0800
　　 and 255.05
　　 ld tr1
　　 and 255.06
　　 or ld
　　 mov #0000 dm0070
　　 ld tr1
　　 add dm0070 #2000 dm0076 //间接寻址，dm2000
　　 add dm0070 #2001 dm0077 //间接寻址，dm2001
　　 add dm0070 #1000 dm0074 //间接寻址，dm1000
　　 bset #0000 *dm0076 *dm0077
　　 mcro 10 dm0502 dm0626 //子程序入口
　　 xfer #0002 dm0628 *dm0074 //日期写入触摸屏
　　
　　[network]
　　 name="count&reset"（本段是程序记数与复位）
　　[statementlist]
　　 ld 253.13
　　 out tr0
　　 and 228.10 //触摸屏上清零键
　　 difu 080.10
　　 ld tr0
　　 and 080.10
　　 bset #0000 dm0066 dm0067 //dm0066~67位计数值
　　 ld tr0
　　 and 081.15 //计数角度微分
　　 and hr64.04 //计数角度位置
　　 out tr1
　　 inc dm0066 //工件数的低位
　　 and 255.06
　　 inc dm0067 //工件数的高位
　　 ld tr1
　　 inc *dm0076 //每天工件数的低位
　　 and 255.06
　　 inc *dm0077 //每天工件数的高位
　　
　　[network]
　　 name="sum"（本段是程序统计）
　　[statementlist]
　　 ld 253.13
　　 out tr0
　　 and 229.15 //触摸屏上统计键
　　 difu 080.15
　　 ld tr0
　　 and 080.15
　　 set hr70.00 //统计开始标志
　　 mcro 10 dm0602 dm0606 //触摸屏设定起始日期
　　 mcro 10 dm0612 dm0616 //触摸屏设定终止日期
　　 bset #0000 dm0080 dm0083 //指针2
　　 ld tr0
　　 and hr70.00
　　 out tr1
　　 add dm0080 #2000 dm0086 //间接寻址，dm2000
　　 add dm0080 #1000 dm0084 //间接寻址，dm1000
　　 cmpl *dm0084 dm0608
　　 and 255.05
　　 ld tr1
　　 and 255.06
　　 or ld
　　 out 048.01
　　 ld tr1
　　 cmpl *dm0084 dm0618
　　 and 255.07
　　 ld tr1
　　 and 255.06
　　 or ld
　　 out 048.02
　　 ld tr1
　　 and 048.01
　　 and 048.02
　　 addl *dm0086 dm0081 dm0081
　　 and 255.04
　　 inc dm0083
　　 ld tr1
　　 add dm0080 #0002 dm0080
　　 cmp dm0080 #0800
　　 and 255.05
　　 ld tr1
　　 and 255.06
　　 or ld
　　 rset hr70.00
　　 xfer #0003 dm0081 dm0091