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案例详解子程序调用，图文并茂，太实用啦

今天我们以三菱PLC为例，学习一下什么是子程序。

一套程序可以分为主程序区，还有子程序区，中断程序区等等，主程序区的程序是无时无刻都会扫描执行的，而子程序还有中断程序就必须触发某些条件，子程序才会执行。

那么问题来了，为什么不在主程序里面，加一个常开触点，触点闭合时就执行相应的程序段，这样不是也能够达到一样的效果么？为什么要出现子程序这样的东西呢？

那是由于PLC的扫描周期引起的，PLC运行的速度，也就是扫描周期，受到I/O数量、通讯、还有程序的大小限制。单独谈论程序大小，扫描的程序越多，扫描周期越长。下面我们拿三菱FX3U-16MT这款plc做了测试。

如上图，监控PLC的2个特殊寄存器，D8011是扫描程序的最短时间，D8012是扫描程序的最长时间，底下是程序的步数，没有写程序时，扫描周期平均需要5ms，随着程序增加，扫描周期不断变长；到16000步时，平均的扫描周期达到了25ms。由此可见减少扫描程序的必要性，下面我们来看一下，子程序的具体使用方法。

这段程序分为主程序区和P0子程序两个部分，从程序第一行开始到FEND指令，这些都是主程序，FEND是主程序的结束标志。左边的P0编号到SRET子程序结束指令，这是每一段完整的子程序必有的内容。

该程序中，当M2常开触点触发CALL P0指令时，P0子程序区的程序才能够执行，这时可以触发M1常开触点，Y4线圈会导通；这时有一个需要非常注意的点，在触发Y4的时候，断开M2，也就是停下P0子程序的运行，Y4会保持输出的状态，就算这时M1断开了，Y4也保持输出。除非再次触发P0子程序检测到M1断开了，Y4才会断开。

子程序的调用除了普通的用法，还可以多层嵌套，如下图：

通过X001调用子程序P11，运行P11时，通过触发X2按钮，调用P12子程序。这样的写法最多支持5层的嵌套。

那么，子程序一般用在哪里呢？比如下面一条传送带，有很多个工艺，假如其中有一些工艺有些人需要，有一些人不需要，那么，就可以采用子程序的用法，在需要时我们就调用相应的工艺程序，不需要时，就不调用

比如下面的一个分检机构，通过前面的感应器区分大中小部件，然后把部件放到相应的箱子里面，这时候我们也可以使用子程序调用，分别把大中小部件分别写一段子程序。检测到对应的部件时就调用相应的子程序。

再比如下面这个项目，按下按钮第1、2、3下分别执行不同的控制，我们可以调用不同的子程序进行控制，这题目里面还有用到的知识点还有左循环指令，计数器、位组合元件等用法。

（本文为技成原创， 作者：陈育鑫，未经授权不得转载，违者必究！）

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