IO接口的作用

PLC的接口用于連接外部設(shè)備，是PLC內(nèi)部世界與外部設(shè)備產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的大門。我們可以從輸入和輸出的角度對PLC的接口進(jìn)行分類，這里所說的輸入輸出如果沒有特別說明，都是相對于PLC來說的。就比如PLC的輸入接口，連接的是變頻器的輸出接口，輸入和輸出都必須從設(shè)備的角度觸發(fā)來定義。

IO接口的數(shù)量怎樣確定

根據(jù)需要對接的外部設(shè)備來確定PLC的接口數(shù)量，以便確定PLC的型號和擴(kuò)展模塊的個(gè)數(shù)。

例如：現(xiàn)場有2個(gè)溫度，2個(gè)壓力，2個(gè)變頻器需要接入PLC，那么我們需要先統(tǒng)計(jì)出所要接入的IO接口數(shù)量，然后就可以選型了。

讓我們以匯辰H7系列PLC為例，認(rèn)識以下PLC的IO接口的位置，西門子PLC的接口位置也相同。

PLC的接口用于連接外部設(shè)備，是PLC內(nèi)部世界與外部設(shè)備產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的大門。我們可以從輸入和輸出的角度對PLC的接口進(jìn)行分類，這里所說的輸入輸出如果沒有特別說明，都是相對于PLC來說的。就比如PLC的輸入接口，連接的是變頻器的輸出接口，輸入和輸出都必須從設(shè)備的角度觸發(fā)來定義。下圖列出了非總線形式的PLC接口。

IO接口的數(shù)量怎樣確定

根據(jù)需要對接的外部設(shè)備來確定PLC的接口數(shù)量，以便確定PLC的型號和擴(kuò)展模塊的個(gè)數(shù)。

例如：現(xiàn)場有2個(gè)溫度，2個(gè)壓力，2個(gè)變頻器需要接入PLC，那么我們需要先統(tǒng)計(jì)出所要接入的IO接口數(shù)量，然后就可以選型了。

上面我們一共統(tǒng)計(jì)出了6個(gè)DI，2個(gè)DO，8個(gè)AI，2個(gè)AO接口，我們的CPU SR20本體集成了12DI，8DO（12+8=20所以叫SR20），CPU模塊已經(jīng)覆蓋了開關(guān)量輸入輸出的點(diǎn)數(shù)。接下來再配置模擬量擴(kuò)展模塊，AE08=8AI，AQ02=2AO；或者AE04=4AI,AM06=4AI+2AO;或者AE08=8AI，AQ04=4AO；只要選型出的接口總數(shù)大于統(tǒng)計(jì)出的接口數(shù)量即可。SMART系列CPU一共可以擴(kuò)展6個(gè)信號模塊。本著經(jīng)濟(jì)性為第一原則，我們通常在選擇CPU模塊時(shí)盡量讓CPU模塊本體的開關(guān)量輸入輸出接口數(shù)量來能夠覆蓋所統(tǒng)計(jì)的開關(guān)量接口的數(shù)量。后面的擴(kuò)展模塊EM0-EM5盡量留出來擴(kuò)展模擬量模塊。當(dāng)然，怎樣擴(kuò)展性價(jià)比高，最終由您來選擇。

IO接口和IO存儲(chǔ)區(qū)的關(guān)系

PLC的IO接口和IO存儲(chǔ)區(qū)的關(guān)系就是一套定義好的程序，什么是程序，就是輸入經(jīng)過一定的規(guī)則得到輸出。開關(guān)量處理的程序很簡單，就是把相應(yīng)DI接口的電平信號轉(zhuǎn)換成I寄存器各個(gè)位的值，用Q寄存器各個(gè)位的值來控制DO接口的通斷。

而模擬量的處理過程則是，將AI接口輸入的一定范圍的模擬量信號（范圍0-10V；0-20mA）轉(zhuǎn)換為一定范圍的整數(shù)值（范圍0-27648）存儲(chǔ)在AI寄存器中，將AQ寄存器一定范圍的整數(shù)值（0-27648）轉(zhuǎn)換成模擬量（范圍0-10V；0-20mA）通過AO接口輸出。

IO寄存器的作用

IO存儲(chǔ)器的用途可以簡單分為兩種：1參與程序控制，2狀態(tài)顯示。

1參與程序控制

在PLC中編程時(shí)需要用到這些寄存作為條件和結(jié)果。

開關(guān)量參與程序控制

開關(guān)量使用起來非常簡單。條件可作為常開，常閉使用，結(jié)果可以由線圈，置位，復(fù)位指令來操作。

模擬量參與程序控制

模擬量多數(shù)需要轉(zhuǎn)換為實(shí)際值后再參與程序控制

模擬量參與控制前的五個(gè)步驟

1. 壓力變送器測量到管道的壓力為0.4MPa。

2. 壓力變送器輸出一個(gè)8mA的電流信號。

3. PLC的模擬量輸入接口接收到8mA的電流信號。

4. PLC的A/D轉(zhuǎn)換器將8mA的電流信號轉(zhuǎn)換為11059的整數(shù)值存儲(chǔ)在AI寄存器AIW16中。

5. PLC通過調(diào)用模擬量轉(zhuǎn)換程序?qū)IW16中的值轉(zhuǎn)換為實(shí)際壓力0.4存儲(chǔ)在V存儲(chǔ)區(qū)的VD100寄存器中。

第5步模擬量從整數(shù)值轉(zhuǎn)換為實(shí)際值的過程，我在 變頻器的模擬量知識 中有詳細(xì)介紹，可以參考。

下面是模擬參與控制的程序，我們讓壓力參與到泄壓控制中，當(dāng)壓力超過0.6MPa時(shí)，打開泄壓閥，壓力低于0.3MPa時(shí)，關(guān)閉泄壓閥。

2狀態(tài)顯示

先來回顧一下觸摸屏與PLC交互的原理

西門子SMART觸摸屏連接PLC的必要條件及程序下載

以昆侖通態(tài)觸摸屏為例，我們需要先在觸摸屏程序中創(chuàng)建連接，并在對應(yīng)的連接中添加需要訪問的PLC存儲(chǔ)區(qū)寄存器。

開關(guān)量狀態(tài)顯示

當(dāng)IO寄存器存儲(chǔ)的狀態(tài)被用作狀態(tài)展示時(shí)，如果是展示開關(guān)量，我們在做人機(jī)界面程序時(shí)，只需要將變量跟I或Q地址關(guān)聯(lián)起來就可以展示狀態(tài)了，由于開關(guān)量的狀態(tài)只有0和1兩種，展示起來也很簡單。例如I0.0連接的是泄壓閥本地遠(yuǎn)程狀態(tài)，Q0.0是泄壓閥的輸出狀態(tài)。

模擬量狀態(tài)顯示

如果顯示壓力，連接的變量是壓力AIW，從連接變量和通道對應(yīng)的圖中可以看到這個(gè)變量的值是直接從AIW16讀取的，而AIW16中存儲(chǔ)的是上文中第4個(gè)步驟A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換出的整數(shù)值，顯示出來是整數(shù)值不是實(shí)際值。

如果需要顯示實(shí)際值，那么必須要在觸摸屏中進(jìn)行上文中第5個(gè)步驟的處理，將整數(shù)值轉(zhuǎn)換成實(shí)際值存在變量“壓力AIW"中。我們可以在通道處理設(shè)置中設(shè)置工程轉(zhuǎn)換參數(shù)，這樣就“壓力AIW"變量存儲(chǔ)的值就是轉(zhuǎn)換后的實(shí)際壓力值了。

如果不想在觸摸屏中進(jìn)行轉(zhuǎn)換設(shè)置，也可以連接PLC存儲(chǔ)在VD100寄存器中已經(jīng)轉(zhuǎn)換好的壓力實(shí)際值來顯示。

總結(jié)

本文主要介紹了PLC的IO接口和IO存儲(chǔ)區(qū)，并以IO存儲(chǔ)區(qū)為例順帶介紹了V存儲(chǔ)區(qū)。通過演示IO寄存器如何參與程序控制和狀態(tài)顯示，你是不是也對PLC和觸摸屏程序的開發(fā)有了基本的概念呢。