西门子榆林PLC模块代理商

PLC的容量包括用户存储容量和I/O点数两个方面。

　　(一) 存储容量的选择

　　用户程序所需的存储容量大小不仅与PLC系统的功能有关，而且还与功能实现的方法、程序编写水平有关。一个有经验的程序 员和一个初学者，在完成同一复杂功能时，其程序量可能相差25%之多，所以对于初学者应该在存储容量估算时多留裕量。

　　PLC的I/O点数的多少，在很大程序上反映了PLC系统的功能要求，因此可在I/O点数确定的基础上，按下式估算存储容量后，再加20%~30%的裕量。

　　存储容量(字节)=开关量I/O点数×10 + 模拟量I/O通道数×100

　　另外，在存储容量选择的同时，注意对存储器的类型的选择。

　　(二)I/O点数的选择

　　PLC平均的I/O点的价格还比较高，因此应该合理选用PLC的I/O点的数量，在满足控制要求的前提下力争使用的 I/O点少，但必须留有一定的裕量。

　　通常I/O点数是根据被控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上10%~15%的裕量来确定。

　　PLCI/O模块的选择步骤与原则

　　一般I/O模块的价格占PLC价格的一半以上。PLC的I/O模块有开关量I/O模块、模拟量I/O模块及各种特殊功能 模块等。不同的I/O模块，其电路及功能也不同，直接影响PLC的应用范围和价格，应当根据实际需要加以选择。

　　(一)开关量I/O模块的选择

　　1. 开关量输入模块的选择

　　开关量输入模块是用来接收现场输入设备的开关信号，将信号转换为PLC内部接受的低电压信号，并实现PLC内、外信号的 电气隔离。选择时主要应考虑以下几个方面：

　　1)输入信号的类型及电压等级

　　开关量输入模块有直流输入、交流输入和交流/直流输入三种类型。选择时主要根据现场输入信号和周围环境因素等。直流输入模块的延迟时间较短，还可以直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接;交流输入模块可靠性好，适合于有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。

　　开关量输入模块的输入信号的电压等级有：直流5V、12V、24V、48V、60V等;交流110V、220V等。选择 时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。话?V、12V、24V用于传输距离较近场合，如5V输入模块远不得超过10米。距离较远的应选用 输入电压等级较高的模块。

　　2)输入接线方式

　　开关量输入模块主要有汇点式和分组式两种接线方式，

　　汇点式的开关量输入模块所有输入点共用一个公共端(COM);而分组式的开关量输入模块是将输入点分成若干组，每一组 (几个输入点)有一个公共端，各组之间是分隔的。分组式的开关量输入模块价格较汇点式的高，如果输入信号之间不需要分隔，一般选用汇点式的。

　　3)注意同时接通的输入点数量

　　对于选用高密度的输入模块(如32点、48点等)，应考虑该模块同时接通的点数一般不要超过输入点数的60%。

　　4)输入门槛电平

　　为了提高系统的可靠性，必须考虑输入门槛电平的大小。门槛电平越高，抗干扰能力越强，传输距离也越远，具体可参阅PLC 说明书。

　　2. 开关量输出模块的选择

　　开关量输出模块是将PLC内部低电压信号转换成驱动外部输出设备的开关信号，并实现PLC内外信号的电气隔离。选择时主要应考虑以下几个方面：

　　1)输出方式

　　开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种方式。

　　继电器输出的价格便宜，既可以用于驱动交流负载，又可用于直流负载，而且适用的电压大小范围较宽、导通压降小，同时承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但其属于有触点元件，动作速度较慢(驱动感性负载时，触点动作频率不得超过1HZ)、寿命较短、可靠性较差，只能适用于不频繁通断的场合。

　　对于频繁通断的负载，应该选用晶闸管输出或晶体管输出，它们属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只能用于直流负载。

　　2)输出接线方式

　　开关量输出模块主要有分组式和分隔式两种接线方式，

　　分组式输出是几个输出点为一组，一组有一个公共端，各组之间是分隔的，可分别用于驱动不同电源的外部输出设备;分隔式输出是每一个输出点就有一个公共端，各输出点之间相互隔离。选择时主要根据PLC输出设备的电源类型和电压等级的多少而定。一般整体式PLC既有分组式输 出，也有分隔式输出。

　　3)驱动能力

　　开关量输出模块的输出电流(驱动能力)必须大于PLC外接输出设备的额定电流。用户应根据实际输出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。如果实际输出设备的电流较大，输出模块无法直接驱动，可增加中间放大环节。

　　4)注意同时接通的输出点数量

　　选择开关量输出模块时，还应考虑能同时接通的输出点数量。同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的电流值，如一个220V/2A的8点输出模块，每个输出点可承受2A的电流，但输出公共端允许通过的电流并不是16A(8×2A)，通常要比此值小得多。一 般来讲，同时接通的点数不要超出同一公共端输出点数的60%。

　　5)输出的大电流与负载类型、环境温度等因素有关

　　开关量输出模块的技术指标，它与不同的负载类型密切相关，特别是输出的大电流。另外，晶闸管的大输出电流随环境温度升高会降低，在实际使用中也应注意。

　　(二)模拟量I/O模块的选择

　　模拟量I/O模块的主要功能是数据转换，并与PLC内部总线相连，同时为了安全也有电气隔离功能。模拟量输入(A/D)模块是将现场由传感器检测而产生的 连续的模拟量信号转换成PLC内部可接受的数字量;模拟量输出(D/A)模块是将PLC内部的数字量转换为模拟量信号输出。

　　典型模拟量I/O模块的量程为-10V~+10V、0~+10V、4~20mA等，可根据实际需要选用，同时还应考虑其分辨率和转换精度等因素。

　　一些PLC制造厂家还提供特殊模拟量输入模块，可用来直接接收低电平信号(如RTD、热电偶等信号)。

　　(三)特殊功能模块的选择

　　目前，PLC制造厂家相继推出了一些具有特殊功能的I/O模块，有的还推出了自带CPU的智能型I/O模块，如高速计 数器、凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、通信模块等。

利用plc自身的输入点和输出点扩展plc实际的输入点数目无需增加额外的硬件，提高了系统的性价比。对于上面提到的2种扩展plc输入点数的方法，在实验室中进行了验证，运行可靠，简便易懂，应用价值颇为可观。 

　　1 引言

　　PLC具有体积小、、功耗低、抗干扰能力强、编程使用方便等优点被广泛地应用于工业控制领域。但在实际应用过程中，被控对象的输出点少于输入点现象较为频繁，实现控制任务需要检测的点较多，或者操作按钮比较多，这样在选型时plc的输出点数目可以很容易的满足要求，而对于输入点来说有可能不易满足，针对上述情况通常可以采取如下措施: (1)选择输出点数目满足要求的plc，通过配置专用的输入模块来增加输入点数目，使输入点数目满足控制系统的要求，这种方法增加了控制系统的成本，降低了系统的性价比。(2)选取输入点数目比较多的plc，这样在满足了控制系统对输入点数目的要求同时，增加了输出点数目，使输出点产生冗余而闲置，造成了资源浪费。(3)仍然是选择输出点数目满足要求的plc，但在扩展时增加部分外围电路，这部分电路主要由译码器构成，这样可以大大降低系统的初期投资。(4)采用plc的软件编程实现，其优点是在plc输出点数目满足系统要求的前提下，选择输入点数目较少的plc，不增加额外的硬件，利用这plc自身固有的资源，通过编码方法实现输入点数目的扩展。本文通过对plc输入、输出点的组合，介绍了两种基于软件编程方法的输入点扩充方法。

　　2 基于软件编程方法的输入点扩充方法

　　plc的一个重要的特点就是各组输入、输出点的独立性较强，这一点主要表现在输入、输出点的公共端上。一方面，单独的输入、输出点可以有自己的公共端另一方面，多个输入、输出点可以共用一个公共端，这样输入、输出点相互间的组合就比较容易。通过这些组合，我们可以借用矩阵键盘扫描原理和输入节点组合矩阵的 原理来增加输入点数目。

　　2.1 利用矩阵键盘扫描原理扩展plc输入点数目

　　取plc的m个输入点作为输入节点矩阵的行回扫线输入端，取plc的n个输出点作为输入节点矩阵的列选择线输出端，同时将所用输入端的公共端com和输出 端的公共端com相连，通过内部程序控制n条列选择线的状态，从而实现输入节点矩阵列扫描;通过检测m个输入点的状态，完成输入节点矩阵的行扫描;这样就 可以唯一确定输入节点矩阵中某一接点的闭合状态。利用节点矩阵，可以很方便地由m个输入点和n个输出点扩展成m×n个输入点。

　　图1为采用矩阵键盘扫描原理扩展4×2个输入点的原理图。当plc的输入、输出动作时必须构成一个闭合回路。下面以输入节点s0和s1说明系统的工作过程:

　　(1) 当plc输出点y0、y1断开时，输入点i0的回路不通，此时即使输入节点s1、s2闭合，plc也无法检测到节点的闭合。

　　(2) 当plc输出点y0闭合，y1断开时，若输入节点s0闭合，可使plc输入点i0有效;同时，因为y1断开，s1闭合无效。

　　(3) 当plc的输出点y1闭合，y0断开时，若输入节点s1闭合，可使plc输入点i0有效;同时，因为y0断开，s2闭合无效。

　　通过上述分析，可以知道分时控制输出点y0、y1的状态，就可以唯一确定输入节点s1、s2的闭合状态，同理也可以将推广到输入节点s2、s3、s4、 s5、s6、s7。在使用这种方法时必须确定键盘的扫描时间，而扫描时间的长短取决于plc的输出点形式。对于晶体管、晶闸管以及固态继电器输出的 plc，在满足控制要求的前提下，可将扫描时间取的短一些;对于继电器输出的plc，考虑到触点的寿命，扫描时间应适当延长。

　　2.2 利用输入点组合矩阵方法扩展plc输入点数目

　　利用矩阵键盘扫描原理扩展plc输入点数目的前提是plc必须有剩余的输出点。如果没有，这种方案必然不可行，这时必须借助于输入点，下面介绍一种基于输入点组合矩阵的输入点扩展方法。

　　取plc的m个输入点构成m个输入节点组，取plc的n个输入点构成n个输入节点状态检测端，即每个输入节点组包含有n个节点，这样就可以实现m×n个输 入点的扩展。当某一接点闭合时，对应的输入节点组和输入节点检测端都有信号送入plc，通过输入节点的判断就可以唯一确定输入节点状态。

　　图2是利用输入节点组合矩阵扩展3×4个输入点的原理图。图2中包含有3个输入节点组，4个输入状态检测端，即每组包含4个输入节点。图2中二极管的作用 是防止节点闭合时相互间的干扰。下面以输入节点s0说明系统的工作过程。

　　(1) 当输入节点s0断开时，对应的输入节点组输入端x0和输入状态检测端x6均无输入，表明s0断开。

　　(2) 当输入节点s0闭合时，对应的输入节点组输入端x0和输入状态检测端x6均有信号进入plc，表明s0闭合。

　　通过上述分析，可以得到如下结论:由输入点x0和输入点x6组合的唯一性就可以唯一确定输入节点s0的状态，从而达到扩展输入点数的目的，这一结论可以从 附表的真值表得出。附表1中，“1”表示plc输入点内部触点闭合，“0”表示断开。

　　这种方法可方便的扩展plc输入点数目，与前一种方法相比，对plc的适用性较强，扫描时间的选择取决于应用程序的扫描时间。

　　3 结束语

　　利用plc自身的输入点和输出点扩展plc实际的输入点数目无需增加额外的硬件，提高了系统的性价比。对于上面提到的2种扩展plc输入点数的方法，在实验室中进行了验证，运行可靠，简便易懂，应用价值颇为可观。