贵州大学本科毕业论文(设计) 第 25 页
始状态指令等。
2） 普通无指定I/O点的归类分配。 3） 适当的方法节省I/O点数。如编码等。 3.2.10 I/O口分配论证
方案一：
表3.2 方案一I/O分配输入端一览表
输入 X000 X001 X002 X003 X004 X005 X006 X007 X010 X011 X012 X013 功能(设备) 机械手夹紧 机械手放松 X方向位移+ X方向位移- Y方向位移+ Y方向位移- 旋转位移+ 旋转位移- 超程保护编码输入口 超程保护编码输入口 超程保护编码输入口 输入 X014 X015 X016 X017 X020 X021 X022 X023 X024 X025 X026 X027 功能(设备) 保存 手动 原点 单步进运动 单周期运动 自动 回原点启动 自动运行启动 停止 表3.3 方案一I/O分配输出端一览表
输出 Y000 Y001 Y002 Y003 Y004 Y005 Y006 Y007 功能(设备) 步进电机脉冲信号 X步进电机驱动器ENA X步进电机转向 Y步进电机驱动器ENA Y步进电机转向 旋转步进电机驱动器ENA 旋转步进电机转向 机械手夹紧/放松 输出 Y010 Y011 Y012 Y013 Y014 Y015 Y016 Y017 功能(设备) 启动指示灯L0 停止指示灯L1 急停/故障指示灯L2 故障报警 位移指示灯编码输出口 位移指示灯编码输出口 位移指示灯编码输出口 贵州大学本科毕业论文(设计) 第 26 页
此方案应用应用三位二进制编码器进行硬编码，PLC进行软解码对超程保护行程开
关进行I/O点数节省，使I/O口总点数（包括10%～20%的备用量）在40点以内，以节约PLC费用。具体编码如下：
表3.4 编码表
输入 行程开关报警 无报警(I0) LS1(I1) LS2(I2) LS3(I3) LS4(I4) LS5(I5) LS6(I6) 无定义(I7)
由编码表写出逻辑式：
X010 0 0 0 0 1 1 1 1 输出(PLC I/O口) X011 0 0 1 1 0 0 1 1 X012 0 1 0 1 0 1 0 1 X010?I4?I5?I6?I7?I4?I5?I6?I7?I4?I5?I6?I7
X011?I2?I3?I6?I7?I2?I3?I6?I7?I2?I3?I6?I7
X012?I1?I3?I5?I7?I1?I3?I5?I7?I1?I3?I5?I7
逻辑图见图3.3。
贵州大学本科毕业论文(设计) 第 27 页
图3.3 编码器原理图
选用74LS147扩展芯片可以实现编码，具体接线方式在此不予详述。 优点 ：
通过对超程保护行程开关的 编码实现I/O点数的节省，将PLC总I/O点数压缩在
40点以内，选用FX1N-40MT-D，从而降低PLC的成本。
缺点：
1） 程序复杂，只能实现单线程工作。需保证有且仅有一个行程开关（指示灯）动作，要对信号进行前置处理，若同时触发两点PLC将出现识别错误。
2） 容易受到外界信号干扰，稳定性受到一定影响。
运动指示灯解码采用软编码，硬件解码方式，同样存在以上问题，在此不予熬诉。 综上所述，节省I/O点数措施为以后的稳定运作埋下了很多安全隐患，生产成本并
没有得到很好的降低，仅仅是制造成本的转移。此方案不予以采纳。
方案二：
贵州大学本科毕业论文(设计) 第 28 页
表3.4 方案二I/O分配输入端一览表
输入 X000 X001 X002 X003 X004 X005 X006 X007 X010 X011 X012 X013 功能(设备) X方向位移+SB4 X方向位移-SB5 Y方向位移+SB6 Y方向位移-SB7 旋转位移+SB8 旋转位移-SB9 机械手夹紧SB10 机械手放松SB11 X原点(行程开关LS0) 超程保护(行程开关LS1) Y原点(行程开关LS2) 输入 X014 X015 X016 X017 X020 X021 X022 X023 X024 X025 X026 X027 功能(设备) 超程保护(行程开关LS3) 旋转原点(行程开关LS4) 超程保护(行程开关LS5) 位置保存SB3 手动 回原点 单步运动 单周期运动 全自动运行 回原点启动SB0 自动启动SB1 停止SB2 表3.4 方案二I/O分配输入端一览表
输出 Y000 Y001 Y002 Y003 Y004 Y005 Y006 Y007 Y010 Y011 Y012 Y013 功能(设备) 步进电机脉冲信号 X步进电机驱动器ENA X步进电机转向 Y步进电机驱动器ENA Y步进电机转向 旋转步进电机驱动器ENA 旋转步进电机转向 机械手夹紧/放松、L8 回原点指示灯L0 自动启动指示灯L1 X方向位移+指示灯L2 X方向位移-指示灯L3 输出 Y014 Y015 Y016 Y017 Y020 Y021 Y022 Y023 Y024 Y025 Y026 Y027 功能(设备) Y方向位移+指示灯L4 Y方向位移-指示灯L5 旋转位移+指示灯L6 旋转位移-指示灯L7 机械手指示灯L9 故障指示灯L10 故障报警嗡鸣器 贵州大学本科毕业论文(设计) 第 29 页
此方案对超程保护所使用的行程开关合运动方向指示灯，独立分配I/O。 优点：
1） 独立控制，互不干扰。
2） 程序简单，无需添置编码、解码张芯片及其抗干扰设施。 3） 良好的稳定性。
4） 预留足够的I/O点数，大于10~20%。方便以后的扩展升级。
缺点：
价格略高于前者。
综上优点，优先选用FX2N-48MT-D型PLC方案二作为最终选定方案。 PLC硬件接线图见图3.4。