一种实现控制器多点输入与输出的矩阵式扩展方法技术

本发明专利技术为一种实现控制器多点输入与输出的矩阵式扩展方法，包括输入拓展和输出拓展；在输出拓展中，矩阵拓展输出电路的行与列的各个控制器输出端之间均设有负载，每个负载分别通过隔离单元和与该负载相连且位于矩阵拓展输出电路列上的控制器输出端连接；隔离单元为二极管，二极管的正极与负载连接，负极与控制器输出端连接。通过隔离单元切断负载之间的电磁干扰而产生的寄生回路，避免输出电路中不同行与列的负载同时接通时，影响相应行与列交点处的负载，提高了输入与输出扩展的可靠性，保证各输出点能够稳定驱动负载。证各输出点能够稳定驱动负载。证各输出点能够稳定驱动负载。

【技术实现步骤摘要】
→
Y2，此时负载L1处于高电平状态，其他负载都处于低电平状态，从而使负载L1工作。
[0008]当控制器输入端X0～X
m
接入脉冲信号或开关量信号时，矩阵拓展输入电路中增加了二极 管，各个控制器输入端和与该控制器输入端相连的电路输出点之间均连接一个二极管，矩阵 拓展输入电路每行除与控制器输入端相连的电路输出点外，其余相邻电路输出点之间连接有 一个二极管；矩阵拓展输入电路的行与列的各个交点均为电路输出点。
[0009]所述开关K1、K4～K6均为继电器。
[0010]所述控制器为PLC控制器、STM32微控制器或51单片机。
[0011]当控制器为PLC控制器时，输入扩展采用梯形图程序控制，对控制器输出端设置掉电延 时时间，即当扫描完矩阵拓展输出电路第一列的控制器输出端后，其余列的控制器输出端依 次延长一段时间才开始执行扫描，在这个时间段内所有的控制器输出端都处于无信号状态。
[0012]所述掉电延时时间为20～30ms。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0014]1、本专利技术在输出扩展中首次采用了电路隔离技术，以消除矩阵拓展输出电路中不同行 与列之间存在的信号串扰而导致输出电压不稳定的问题，抗干扰能力强；如图3所示，当矩 阵扩展输出电路中的负载L1和L6接通时，若不设置隔离电路，由于电磁干扰使得负载L4和 L3上也会存在介于0～24V的电压，导致矩阵扩展输出电路的行与列之间存在信号串扰，因此 通过隔离单元切断负载之间的电磁干扰而产生的寄生回路，避免电路中不同行与列的负载同 时接通时，影响相应行与列交点处的负载，提高了输入与输出扩展的可靠性，保证各输出点 能够稳定驱动负载。此外，隔离单元还能起到负载与输出点之间的隔离作用，可广泛应用于 各类控制器，有效简化了扩展方式。
[0015]2、扩展输出中采用继电器控制工作电路的通断，阻抗低，降低电压的损耗，有效地提 高了系统的运行效率。
[0016]3、本专利技术可以降低因为输入信号的宽度小于列间扫描时间而造成的误差率，提高信号 捕捉成功率；同时当扫描间隔较短，还未执行负载驱动子程序时，该方法可以增加信号保持 时间，提高程序运行稳定性。对于PLC控制器而言，输入拓展通过梯形图程序驱动，当控制 精度要求较高时，PLC控制器的负载驱动子程序执行时间往往会大于梯形图程序的矩阵扫描 时间，这就导致负载驱动子程序未执行完毕时，梯形图程序已经执行第二遍了，这时负载驱 动子程序则会出现执行冲突，使负载出现误动作，因此对各个控制器输出端设置掉电延时时 间，使矩阵拓展输出电路的第一列的控制器输出端后，其余列的控制器输出端依次延长一段 时间才开始执行扫描，在这个时间段内所有的控制器输出端都处于无信号状态，以提高负载 驱动子程序的执行效率，避免负载出现误动作。
[0017]4、本专利技术方法提高了控制器输入/输出点的利用效率，减少控制器输入/输出点的实际使 用数量，缩小控制系统的体积，节约了成本，提升控制程序的运行效率。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的其中一种输入拓展方式的电路图；
[0019]图2为本专利技术的另一种输入拓展方式的电路图；
[0020]图3为本专利技术的输出拓展的电路图；
[0021]图4为本专利技术的梯形图程序扫描时序图；
[0022]图5为本专利技术的多点卸料机的结构示意图；
[0023]图6为本专利技术的多点卸料机输入/输出扩展模型的硬件连接图；
[0024]图中，1
‑
卸料机主体；2
‑
进料口；3
‑
出料口；4
‑
驱动电机；5
‑
料斗；6
‑
气缸；7
‑
锥形导嘴； 8
‑
传动链；9
‑
导向轮；10
‑
牵引绳；11
‑
滑块；12
‑
挤压弹簧；13
‑
卸料板；14
‑
从动轮；15
‑
螺柱；
[0025]100、XYJ
‑
KRDZK
‑
32MT集成控制模块；200、4
×
3二极管隔离模块；300、输入传感 模块；400、继电器模块；500、输出负载模块；600、3
×
3二极管隔离模块。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细描述，但并不用于限制本申请 的保护范围。
[0027]本专利技术为一种实现控制器多点输入与输出的矩阵式扩展方法(简称方法)，包括输入拓 展和输出拓展；假设控制器输入端为X，输出端为Y，输入端X包括控制器输入端X0～X
m
， 输出端Y包括控制器输出端Y0～Y
n
，则矩阵拓展输入电路的大小为m
×
n，即该矩阵拓展输入 电路可以拓展的输入点数为m
×
n，m、n均为正整数；假设输出拓展中用于行间拓展的控制 器输出端为Y0～Y
i
，用于列间拓展的控制器输出端为Y
j
～Y
n
，则矩阵拓展输出电路的大小为 i
×
(n
‑
j)，即该矩阵拓展输出电路可以拓展的输出点数为i
×
(n
‑
j)，i≠j；矩阵拓展输入电路的行 与列的交点表示电路输出点，即O
0,0
～O
m,n
表示电路输出点；
[0028]当控制器输入端X0～X
m
接入脉冲信号时，采用图1所示的拓展方式，要求矩阵拓展输入 电路不同行与列的信号间互斥，即不同时处于高电平，控制器输入端X0～X
m
的信号宽度大于 控制器输出端Y0～Y
n
轮流导通一遍的时间，否则可能出现丢失控制器输入信号的情况；将控 制器输出端Y0～Y
n
轮流置为高电平，则控制器输入端X轮流得到n+1组输入状态；例如，当 控制器输出端Y0接通时，读入电路输出点O
0,0
～O
m,0
的状态，以控制器输入端X0为拓展点， 则外部电流从控制器输入端X0流出，经过X0→
Y0，再经过控制器输出端Y0的触点，从控制 器输出端Y0的公共端COM流出，最后流回控制器输入端X0的COM端，从而使控制器输 入端X0接通；
[0029]当控制器输入端X0～X
m
接入脉冲信号或开关量信号时，采用图2所示的拓展方式，不要 求信号之间有较强的逻辑关系，矩阵拓展输入电路中增加了二极管，各个控制器输入端和与 之相连的电路输出点之间均连接一个二极管，矩阵拓展输入电路每行除与控制器输入端相连 的电路输出点外，其余相邻电路输出点之间连接有一个二极管；若控制器输入端接入开关量 信号，并且采用图1的拓展方式时，矩阵拓展输入电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现控制器多点输入与输出的矩阵式扩展方法，包括输入拓展和输出拓展；其特征在于，假设控制器输入端为X，输出端为Y，输入端X包括控制器输入端X0～X
m
，输出端Y包括控制器输出端Y0～Y
n
，则输入拓展的点数为m
×
n；假设输出拓展中用于行间拓展的控制器输出端为Y0～Y
i
，用于列间拓展的控制器输出端为Y
j
～Y
n
，则输出拓展的点数为i
×
(n
‑
j)，i≠j；m、n、i、j均为正整数；输出拓展中，矩阵拓展输出电路的行与列的各个控制器输出端之间均设有负载，每个负载分别通过隔离单元和与该负载相连且位于矩阵拓展输出电路列上的控制器输出端连接；隔离单元为二极管，二极管的正极与负载连接，负极与控制器输出端连接；假设矩阵拓展输出电路用于行间拓展的控制器输出端为Y5，用于列间拓展的控制器输出端为Y2、Y3、Y4，则控制器输出端Y5的开关K1的一端经过负载L1与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极与控制器输出端Y2的开关K4的一端连接；控制器输出端Y5的开关K1的一端经过负载L2与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与控制器输出端Y3的开关K5的一端连接；控制器输出端Y5的开关K1的一端经过负载L3与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极与控制器输出端Y4的开关K6的一端连接；控制器输出端Y5的开关K1的另一端接入高电平，开关K4...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖艳军，邓书涵，
申请(专利权)人：江苏科瑞德智控自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：