输入信号是0输出信号是多少

6.1.3　减少I/O点数的措施

PLC在实际应用中常碰到这样两个问题：一是PLC的I/O点数不够，需要扩展，然而增加I/O点数将提高成本；二是已选定的PLC可扩展的I/O点数有限，无法再增加。因此，在满足系统控制要求的前提下，合理使用I/O点数，尽量减少所需的I/O点数是很有意义的。下面介绍几种常用的减少I/O点数的措施。

1.减少输入点数的措施

1）分组输入

一般系统都存在多种工作方式，但系统同时又只选择其中一种工作方式运行，也就是说，各种工作方式的程序不可能同时执行。因此，可将系统输入信号按其对应的工作方式不同分成若干组，PLC运行时只会用到其中的一组信号，所以各组输入可共用PLC的输入点，这样就减少了所需的输入点。

如图6－4所示，系统有“自动”和“手动”两种工作方式，其中S1～S8为自动工作方式用到的输入信号、Q1～Q8为手动工作方式用到的输入信号。两组输入信号共用PLC的输入点X0～X7，如S1与Q1共用输入点X0。用“工作方式”选择开关SA来切换“自动”和“手动”信号的输入电路，并通过X10让PLC识别是“自动”，还是“手动”，从而执行自动程序或手动程序。

图6－4中的二极管是为了防止出现寄生回路，产生错误输入信号而设置的。例如当SA扳到“自动”位置，若S1闭合，S2断开，虽然Q1、Q2闭合，也应该是X0有输入，而X1无输入，但如果无二极管隔离，则电流从X0流出，经Q2→Q1→S1→COM形成寄生回路，从而使得X1错误地接通。因此，必须串入二极管切断寄生回路，避免错误输入信号的产生。

图6－4　分组输入

2）矩阵输入

如图6－5所示为3×3矩阵输入电路，用PLC的三个输出点Y0、Y1、Y2和三个输入点X0、X1、X2来实现9个开关量输入设备的输入。在图6－5中，输出Y0、Y1、Y2的公共端COM与输入继电器的公共端COM连在一起。当Y0、Y1、Y2轮流导通，则输入端X0、X1、X2也轮流得到不同的三组输入设备的状态，即Y0接通时读入Q1、Q2、Q3的通断状态，Y1接通时读入Q4、Q5、Q6的通断状态，Y2接通时读入Q7、Q8、Q9的通断状态。

图6－5　矩阵输入

当Y0接通时，如果Q1闭合，则电流从X0端流出，经过D1→Q1→Y0端，再经过Y0的触点，从输出公共端COM流出，最后流回输入COM端，从而使输入继电器X0接通。在梯形图程序中应该用Y0常开触点和X0常开触点的串联，来表示Q1提供的输入信号。图6－5中二极管也是起切断寄生回路的作用。

采用矩阵输入方法除了要按图6－5所示的硬件连接外，还必须编写对应的PLC程序。由于矩阵输入的信号是分时被读入PLC，所以读入的输入信号为一系列断续的脉冲信号，在使用时应注意这个问题。另外，应保证输入信号的宽度要大于Y0、Y1、Y2轮流导通一遍的时间，否则可能会丢失输入信号。

3）组合输入

对于不会同时接通的输入信号，可采用组合编码的方式输入。如图6－6（a）所示，三个输入信号Q1、Q2、Q3只要占用两个输入点，再通过如图6－6（b）所示程序的译码，又还原成与Q1、Q2、Q3对应的M0、M1、M2三个信号。采用这种方法应特别注意要保证各输入开关信号不会同时接通。

图6－6　组合输入

（a）硬件连接图　（b）梯形图程序

4）输入设备多功能化

在传统的继电器电路中，一个主令电器（如开关、按钮等）只产生一种功能的信号。而在PLC系统中，可借助于PLC强大的逻辑处理功能，来实现一个输入设备在不同条件下，产生的信号作用不同。下面通过一个简单的例子来说明。

如图6－7所示的梯形图只用一个按钮通过X0输入去控制输出Y0的通与断。图中，当Y0断开时，按下按钮（X0按通），M0得电，使Y0得电并自锁；再按一下按钮，M0得电，由于此时Y0已得电，所以M1也通电，其常闭触点使Y0断开。即按一下按钮，X0接通一下，Y0得电；再按一下按钮，X0又接通一下，Y0失电。改变了传统继电器控制中要用两个按钮（启动按钮和停止按钮）的作法，从而减少了PLC的输入点数。同样道理，也可以用这种思路来实现一个输入具有三种或三种以上的功能。

图6－7　用一个按钮控制的启动、保持、停止电路

（a）梯形图　（b）波形图

5）合并输入

将某些功能相同的开关量输入设备合并输入。如果是几个常闭触点，则串联输入；如果是几个常开触点，则并联输入。因此，几个输入设备就可共用PLC的一个输入点。

6）某些输入设备可不进PLC

系统中有些输入信号功能简单、涉及面很窄，如某些手动按钮、电动机过载保护的热继电器触点等，有时就没有必要作为PLC的输入，将它们放在外部电路中同样可以满足要求，如图6－8所示。

图6－8　输入信号设在PLC外部

2.减少输出点数的措施

1）矩阵输出

图6－9中采用8个输出组成4×4矩阵，可接16个输出设备（负载）。要使某个负载接通工作，只要控制它所在的行与列对应的输出继电器接通即可，例如，要使负载KM1得电工作，必须控制Y10和Y14输出接通。应该特别注意：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任意接通，否则将会出现错误接通负载。因此，采用矩阵输出时，必须要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。

图6－9　矩阵输出

2）分组输出

当两组输出设备或负载不会同时工作时，可通过外部转换开关或通过受PLC控制的电器触点进行切换，所以PLC的每个输出点可以控制两个不同时工作的负载。如图6－10所示，KM1、KM3、KM5与KM2、KM4、KM6两组不会同时接通，可用转换开关SA进行切换。

图6－10　分组输出

3）并联输出

当有两个通断状态完全相同的负载时，可并联后共用PLC的一个输出点。但要注意PLC输出点同时驱动多个负载时，应考虑PLC输出点的驱动能力是否足够。

4）输出设备多功能化

利用PLC的逻辑处理功能，一个输出设备可实现多种用途。例如，在继电器系统中，一个指示灯指示一种状态，而在PLC系统中，很容易实现用一个输出点控制指示灯的常亮和闪烁，这样一个指示灯就可指示两种状态，既节省了指示灯，又减少了输出点数。

5）某些输出设备可不进PLC

系统中某些相对独立、比较简单的控制部分，可直接采用PLC外部硬件电路实现控制。