6ES7223-1BL22-0XA8一级代理
控制系统中，使用PLC的模拟量控制多台变频器，由于变频器本身产生强干扰信号的特性和模拟量抗干扰能力不与数字量抗干扰能力强的特性；为了大程度的消除变频器对模拟量的干扰，在布线和接地等方面就需要采取更加严密的措施。
一．关于布线
1．信号线与动力线必须分开走线
使用模拟量信号进行远程控制变频器时，为了减少模拟量受来自变频器和其它设备的干扰，请将控制变频器的信号线与强电回路（主回路及顺控回路）分开走线。距离应在30cm以上。在控制柜内，同样要保持这样的接线规范。该信号与变频器之间的控制回路线长不得超过50m。
2．信号线与动力线必须分别放置在不同的金属管道或者金属软管内部
由于水系统的两台富士变频器离控制柜较远分别为30m和20m，连接PLC和变频器的信号线如果不放置在金属管道内，极易受到变频器和外部设备的干扰；由于变频器无内置的电抗器，变频器的输入和输出级动力线对外部会产生极强的干扰，放置信号线的金属管或金属软管一直要延伸到变频器的控制端子处，以保证信号线与动力线的彻底分开。
3．模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线，电线规格为0.5～2mm2。在接线时一定
要注意，电缆剥线要尽可能的短（5-7mm左右），对剥线以后的屏蔽层要用绝缘胶布包起来，以防止屏蔽线与其它设备接触引入干扰。
4．为了提高接线的简易性和可靠性，推荐信号线上使用压线棒端子。
压接端子选择如下图：
5．如无使用压线端子，接线时请注意：
二．关于接地
1．变频器的接地应该与PLC控制回路单独接地，在不能够保证单独接地的情况下，为了减少变频器对控制器的干扰，控制回路接地可以浮空，但变频器一定要保证可靠接地。在控制系统中建议将模拟量信号线的屏蔽线两端都浮空，由于在机组上PLC与变频器共用一个大地，建议在可能的情况下，将PLC单独接地或者将PLC与机组地绝缘开来。
2．变频器的接地
•400V级：C种接地（接地电阻10Ω以下）。
•接地线切勿与焊机及动力设备共用。
•接地线请按照电气设备技术基准所规定的导线线径规格。
如35KW的变频器接地线线径推荐为22 mm2，87KW的接地线线径推荐为50 mm2。
•接地线在可能范围内尽量短。由于变频器产生漏电流，与接地点距离太远则接地端子的电位不安定。
•使用两台以上变频器的场合，请勿将接地线形成回路。如图：
3．变频器与电机间的接线距离。
变频器与电机间的接线距离较长的场合，来自电缆的高次谐波漏电流，会对变频器和周边设备产生不利影响。为减少变频器的干扰，需要对变频器的载波频率进行调整，请参考下表：
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
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，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，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，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，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，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。