[发明专利]一种实现控制器多点输入与输出的矩阵式扩展方法

权利要求书

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～K₆的另一端接入低电平；当控制器输出端Y₂与Y₅导通时，外部电流流向为Y₅→K₁→L₁→D₁→K₄→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。

2.根据权利要求1所述的实现控制器多点输入与输出的矩阵式扩展方法，其特征在于，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。

3.根据权利要求1所述的实现控制器多点输入与输出的矩阵式扩展方法，其特征在于，所述开关K₁、K₄～K₆均为继电器。

4.根据权利要求1所述的实现控制器多点输入与输出的矩阵式扩展方法，其特征在于，所述控制器为PLC控制器、STM32微控制器或51单片机。

5.根据权利要求4所述的实现控制器多点输入与输出的矩阵式扩展方法，其特征在于，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。

6.根据权利要求5所述的实现控制器多点输入与输出的矩阵式扩展方法，其特征在于，所述掉电延时时间为20～30ms。