PLC是如何知道按钮按下的？深入了解PLC输入电路工作原理

在现代工业自动化控制系统中，可编程逻辑控制器（PLC）是不可或缺的核心部件。它集成了控制、运算、输入和输出功能于一体，为各种设备提供了高效、精确的控制。其中，按钮作为最基本的输入设备，常被用于发送启动、停止等简单控制信号。那么，PLC是如何知道按钮按下的呢？这需要深入了解其输入电路的工作原理。

我们要明白，当按钮未被按下时，电路中并没有形成电流回路。这是因为按钮处于常开状态，使得电流无法形成完整的回路。此时，PLC内部的相应触点保持打开状态，表示按钮未被按下。

当按钮被按下时，情况发生了变化。按钮从常开状态变为常闭状态，这使得电流得以从PLC的内部电源出发。这个电流首先经过一个光耦元件。光耦在这里起到一个隔离的作用，它能够将PLC的内部电路与外部按钮电路隔离开来，从而保护PLC不受外部电路的干扰。

电流经过一个电阻。这个电阻起到限流的作用，防止电流过大对电路造成损害。然后，电流通过按钮开关到达电源的负极，形成了一个完整的电流回路。

此时，由于电流的流通，光耦内部的发光二极管会发光，触发光耦的接收管。这个触发信号被传递给PLC，使得PLC内部的相应触点闭合。这就意味着按钮已经被按下，PLC可以根据预设的逻辑执行相应的控制程序。

在这其中，光耦起到了关键的作用。光耦是一种以光为媒介传输电信号的电子元件，它可以将一个电路的电流信号转换成光信号，再通过另一个电路将光信号转换成电流信号。在PLC的输入电路中，光耦负责将按下的按钮产生的电流信号转换成光信号，然后传输给PLC的微处理器。

当按钮按下时，电流经过光耦，使得光耦内部的发光二极管发光。这个光信号被光敏三极管接收并转换成电信号。这个电信号进一步被PLC的微处理器接收并处理。

电信号触点是PLC程序中的一个重要元素，它与实际的电信号状态关联。当电信号达到预设的阈值时，程序中的触点就会闭合，表明相应的按钮已经被按下。这个触点闭合的状态，可以被PLC捕捉到，然后根据预设的逻辑执行相应的控制程序。

在实际应用中，按钮通常被用作输入设备，将操作人员的指令或者设备的状态信息传递给PLC。当按钮被按下时，会产生一个电信号，这个信号会被传递给PLC，触发相应的触点闭合。一旦触点闭合，PLC就会开始执行相应的控制程序。

这个过程看似简单，但实际上它涉及到了一系列复杂的电子和逻辑运算。首先，电信号的阈值设定需要精确，以确保触点能够准确地反映按钮的状态。其次，PLC内部的逻辑运算需要根据触点的状态，以及预设的控制程序，进行精确的控制决策。

这种设计使得PLC能够准确、快速地响应各种输入信号，从而实现对工业设备的精确控制。除了按钮外，PLC还有其他的输入设备，如接近开关、行程开关等。这些设备的原理与按钮类似，都是通过外部信号的变化来触发PLC的输入点，进而触发程序中的控制逻辑。

总的来说，PLC通过其输入电路中的光耦感知按钮的按下。当按钮被按下时，电流形成回路，光耦将电流信号转换成光信号，再由光敏三极管转换成电信号，最后触动PLC程序中的相应触点，使PLC知道按钮已经被按下。这种设计使得PLC具有很高的可靠性和稳定性，能够适应各种复杂的工业环境。

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PLC 怎样编程？PLC编程实例

上一讲我们学习了PLC常用编程元件及一些基本指令，这一讲我们学习PLC的编程方法。主要用一些实际的电路来进行转换，在转换的过程中，逐步了解PLC的编程技巧和方法。

先看我们都比较熟悉的照明电路怎样用PLC来实现的。在照明电路里，因为用电器的状态只有两种，通电灯亮，断电灯灭。所以我们使用的控制器件很简单，就用一个开关就可实现这两种状态的转变。

1）在照明电路里，一般常见的就是一个开关控制一盏灯，其原理图见图1所示。

图一

这里要说明一下，控制照明电路的开关和我们电动机控制电路里的按钮开关是有差异的，按钮开关也是控制着两个状态相互转换，但它没有自锁性，就是给它一个外力按下按钮，开关改变状态。以常开触点为例，触点闭合，线路导通，外力一消失，改变后的状态不能保持，又恢复到断开状态，这就是没有自锁性。

我们把这种没有自锁性的开关称为SB类的开关。控制照明电路的开关，不管是单联开关或双联开关，它们都是有自锁性的。也就是说给开关一个外力即拨动一下开关，开关改变状态，比如闭合吧，外力取消，改变后的闭合状态一直保持不变，这就能实现长时间通电。若要改变这时的导通状态就必须再给它一个外力，即再次拨动一下开关，原来的闭合状态才能改变成断开状态即切断了电路。这就是开关的自锁性，我们把这类具有自锁性的开关称为SA类的开关。在PLC外接输入控制开关时，大多数都是用的按钮开关，需要说明的是PLC这两种开关都可以使用。

照明电路一个开关控制一盏灯，PLC编程是怎样的，其梯形图见图2所示。

图二

说明：PLC输入端子I0.0接单联开关，输出端子Q0.0接灯泡。I0.0闭合，此线路导通，Q0.0=1有输出，灯亮。I0.0断开，此线路不通，Q0.0=0没有输出，灯灭。（这里的输入接的是带自锁的单联开关，若是用按钮开关，就不能实现长时间导通了，因为按钮开关不能自锁，又没有其它互锁的条件。按钮开关只是按下线路导通灯亮，手一松开关断开，灯灭。后面的例子没有特别说明所用开关都属SA类的开关。）

2）用两只开关控制一盏灯，要求只有两只开关都接通时，灯才亮。其电路图见图3。

图三

PLC控制：用两只单联开关分别接在I0.0、I0.1的输入端子上，灯接在Q0.0输出端子上，设计的程序见图4所示。

图四

说明：I0.0、I0.1状态均为1即为接通时，Q0.0输出为1，灯亮；当I0.0、I0.1任何一个状态为0即断开时，Q0.0输出为0，灯灭。从分析可以看出，此电路是与逻辑关系。

3）再用两只开关控制一盏灯，要求只要有一只开关闭合，灯就亮；两只开关都断开灯灭。其电路图见图5。

图五

PLC控制：两只单联开关分别接在I0.0、I0.1的输入端子上，灯接在Q0.0输出端子上，设计程序见图6所示。

图六

说明：I0.0、I0.1状态任意一个为1即为接通时，Q0.0输出为1，灯亮；当I0.0、I0.1状态均为0即断开时，Q0.0输出为0，灯灭。从分析可以看出，此电路是或逻辑关系。

4）在照明电路里，还有一种控制电路比较特别，也是用两只开关控制一盏灯，但要求任何一个开关都可以随时控制灯的接通和熄灭，也就是所谓的“二控一电路”。

这个电路的作用是能实现异地控制，就是在甲地和乙地都可以实现灯的点亮和熄灭。其电路图见图7。

图七

这个电路主要应用在楼梯照明当中，也可应用于卧室照明。这种二控一电路应用很广，大家可自己思考还可以用到什么地方。（但楼梯口的路灯使用的不多了，很多地方都有声光控路灯了）。

这种电路的控制原理是用两个双联开关来进行控制的，双联开关里面共有一个动触点，两个静触点。一个动触点可以控制两个静触点的通断。接线时把这两个开关的两个静触点相连，其中一个开关的动触点接电源，另一个开关的动触点就接灯头即可。

这种电路若用PLC来控制的话，编程还是比前面的一些电路稍难一些，根本上还是要注意输入开关选择什么样的开关。本人试了很多方案，用不带自锁按钮开关是不容易实现控制要求的，还是要用带自锁的转换开关。其梯形图见图8。

图八

PLC控制：两只单联开关分别接在I0.0、I0.1的输入端子上，灯接在Q0.0输出端子上。程序说明：在常态下，即I0.0、I0.1都为0，Q0.0输出为0，没有输出灯不亮。先看ab支路，I0.0状态为1即为接通时，其常开触点闭合，与之相串联I0.1是常闭触点，两者都闭合为1，Q0.0输出为1。cb支路，I0.0常开触点闭合而常闭触点就断开，与之相串联的是I0.1的常开触点，两个触点都处于断开状态即此路不通，两条支路是或逻辑关系，故整个电路有输出灯亮。

再看ab支路，若I0.0输入断开，其常开触点断开，而cb支路I0.0常闭触点虽说闭合了，但I0.1常开触点是断开的，这条线路还是不通，两条线路都不通，即Q0.0输出为0，灯灭，说明I0.0这个开关可以自由控制灯亮灯灭。

第二个开关控制过程与第一个开关相同，还是先看ab支路，I0.1端子开关按下，其触点改变状态，I0.1常闭触点断开，前面串联的是I0.0的常开触点，两个触点都处于断开状态，这条支路不通。cb支路，I0.0是常闭触点，I0.1常开触点闭合，两个触点都处于导通状态。Ab、cb两支路为或逻辑关系，故整条电路导通，Q0.0输出为1，灯亮。若I0.1端子开关断开，I0.1没有输入即为0，其触点又回到常态之下，故O0.0输出为0，灯灭。由此说明两个开关都能自由控制灯的点亮与熄灭，达到了控制要求。

用PLC二分频电路也很容易实现多个开关控制一盏灯。（后面讲解）

这一讲只介绍了简单的照明电路的PLC控制编程方法。有一点要注意，照明电路是不需要用PLC来进行控制的，经济上不合算，以照明电路为例是希望对大家的学习有一点启发与帮助。下一讲重点介绍电动机控制电路的PLC编程方法。谢谢！

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