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降低PLC控制系統(tǒng)成本的方法
降低PLC控制系統(tǒng)成本的方法
一,、降低成本的必要性
PLC作為一種新型的,、通用的自動控制裝置,，具有功能強,，可靠性高,，使用靈活方便,，易于編程以及工業(yè)環(huán)境適應性強等諸多特點,。因而在工業(yè)自動化、機電一體化和傳統(tǒng)產業(yè)技術改造等方面的應用越來越廣泛,，已成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一,。
隨著PLC產品的不斷改進和網絡技術的發(fā)展，生產領域的PLC也開始向網絡化方向發(fā)展,，企業(yè)生產的各個環(huán)節(jié)大量使用PLC,；在此背景下,，PLC產品的價格和控制系統(tǒng)的費用成為企業(yè)關注的焦點，也將從根本上影響PLC技術的應用推廣,；基于此,，本文提供一些簡便的設計技巧，可在一定程度上降低成本,，促進PLC的廣泛使用,。
在實際使用PLC的過程中，I/O點數(shù)的花費,，占用大量的開支,，當前PLC的每一點平均價格高 達數(shù)百元，進口的機型則高達千元,。減少所需的I/O點數(shù)是降低系統(tǒng)硬件費用的主要措施,，在大多數(shù)場合下，被控對象的輸出點小于輸入點,，實現(xiàn)控制任務需要的檢測點較多,，或者說需要的操作按鈕較多，這樣在選型時PLC的輸出點數(shù)目較容易滿足要求,，對輸入點則可能不易滿足,。因此，I/O點數(shù)的減少則主要在于減少輸入點數(shù),，若能減少輸入點數(shù)的開銷,，便能很好地降低費用。
二,、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角度來考慮，在硬件方面可以考慮通過電路的組合,，減少使用I/O點數(shù)的機會,，在軟件方面則是通過程序的組合擴展I/O點的使用價值，實現(xiàn)一點多用,。
1,、硬件上實現(xiàn)降低成本
硬件方面降低成本在利用現(xiàn)有PLC設計控制系統(tǒng)方面具有實際意義?？刹捎靡韵聨追N方法來實現(xiàn)：
（1）外界信號分組輸入
在具有手動控制和自動控制2種效果的系統(tǒng)中,，自動控制程序和手動控制程序一般不會同時執(zhí)行．這時可將自動與手動信號按不同控制狀態(tài)要求分組接入PLC輸入端子
SBI和SB2按鈕都使用X0輸入端，但他們不是同時起作用,，這樣,，通過PLC的硬件公共點(COM)接線的轉換和軟件分時執(zhí)行各自不同的用戶程序段的方法，使得PLC的1個輸入點可分別反應2個輸入信號的狀態(tài)。起到2個輸入點的作用,，來完成PLC在2種工作狀態(tài)下的輸入功能,，提高了PLC輸入點的利用效率，節(jié)省了PLC輸入點的實際數(shù)量,。圖中SA用來選擇自動／手動程序,，供自動／手動切換之用，二極管用來切斷寄生信號,，避免錯誤信號的產生,。
（2）合并輸入開關元件
在如圖2(a)所示的多點起停的電動機控制電路中，電動機可以實現(xiàn)在不同地方啟動,、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輸入點較多(共5個),，梯形圖也顯得復雜;圖2(c)接線則將外部輸 入信號串聯(lián)后輸入，占用PLC輸入點較少(共2個),，梯形圖也比較簡單,。
（3）利用矩陣形式輸入
在由繼電器輸出型的PLC控制系統(tǒng)控制的復雜系統(tǒng)中，通過矩陣輸入可以明顯的減少所需PLC輸入點數(shù),。圖3中,，將輸出端的COM2和輸入端的COMl連接起來。利用軟件使Y430,，Y4 31，Y432輪流為“1"狀態(tài),，則Y430為“1"時讀入K1,，K2，K3的狀態(tài),。在梯形圖中,，應將Y430和X400的常開觸點串聯(lián)作為K1提供的輸入量；Y431為“1"時讀入K4,，K5,，K6的狀態(tài)等。圖中二極管是用來防止寄生電路的產生,。這種輸入方法對不常變化的輸入元件特別適合,。
（4）部分信號不占端子
對一些功能簡單，涉及面很窄的輸入信號,，如手動操作按鈕,、熱繼電器常閉觸點等，可將他們設置在PLC的外部硬件電路中，沒有必要作為PLC的輸入信號,。
2,、用軟件功能實現(xiàn)成本降低
（1）一點多用
（a）通過計數(shù)器實現(xiàn)
一個電路的啟動和停止控制通常是由2只按鈕分別完成的。當一臺PLC控制多個具有啟/停操作的電路時,，將占用很多輸入點,，如果用1只按鈕實現(xiàn)啟動和停止則可節(jié)省一半的輸入點,用計數(shù)器實現(xiàn)的單按鈕起停控制電路
（b）通過定時器實現(xiàn)
電路如圖5所示,。當按下按鈕X400時,，輸出線圈Y431被置位接通。Y431的輔助觸點使定時器T601定時2 s啟動,，2 s后定時器T601常閉觸點斷開,，而常開觸點閉合。當再次按下按鈕X400時,，由于X400和T601都接通,，在復位指令RST作用下，輸出線圈Y431斷開,，使外部負載停止工作,。
（c）通過移位寄存器實現(xiàn)
在如圖6所示的電路中，當按下按鈕X400時,，X400的2個觸點接通移位寄存器的數(shù)據(jù)輸入和移位輸入2個端子,，M200為“1"狀態(tài)，且立即移位到M201,，使M201也為“1"狀態(tài),，M201的常開觸點閉合，使Y431有輸出,，接通外部負載工作,，同時M201的常閉觸點斷開。當再次按下X400按鈕時,，由于M201常閉的觸點第二次信號輸入,，于是移位信號將M200的“0"狀態(tài)移到M 20 1，使M201為“0"態(tài)．其常開觸點M201切斷了Y431的輸出,、停止負載工作,。此時電路恢復最初狀態(tài)，等待下一次按下按鈕,。
（d）通過脈沖輸出指令實現(xiàn)
脈沖輸出指令又稱微分輸出指令,。電路如圖7所示，按下按鈕X400時．在微分脈沖輸出指令PLS的作用下,，輔助繼電器M300接通一個掃描周期,，其常開觸點接通輔助繼電器M100線圈回路,，M100常開觸點閉合1個周期，在置位指令的作用下M301接通,，M301常開觸點接通輸出繼電器Y431線圈,，Y431線圈輸出驅動外部負載的控制信號，使負載啟動運行,。
當再次按下按 鈕X400時,，在微分脈沖輸出指令PLS的作用下，M300常開接點接通M101線圈1個掃描周期,，M 101常開接點閉合,，在復位指令作用下，Y431線圈回路斷開,，使外部負載停止工作,。
（2）跳轉線圈實現(xiàn)手動和自動操作
圖8為用-個輸入點X401實現(xiàn)手動和自動2種操作功能的梯形圖。其中X401接自動/手動工作方式轉換開關,。當開關指向手動時,，X401常開觸點閉合，跳轉條件成立,，此時將跳過CJP 701與EJP 701之間的程序,，使自動工作程序不執(zhí)行，同理當開關指向自動時,，執(zhí)行自動工作程序,。
三、結語
在PLC控制系統(tǒng)設計過程中,，通過使用以上方法,，可以大大提高PLC輸入／輸出點的利用效率，節(jié)省PLC輸入/輸出點的實際使用數(shù)量,，縮小PLC的體積,，實現(xiàn)有效地節(jié)約成本。
參考文獻
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