本文詳細介紹了小型PLC輸出端採用矩陣輸出方式， 擴展輸出端的方法和原理。
小型PLC具有抗干擾能力和功能較強， 接線和程式設計簡單及工作可靠、價格低廉、使用方便等特點。 所以在自動化控制系統中得到廣泛應用。 但是它的輸入、輸出點比較少， 象S7-200 CPU214只有14個輸入點， 10個輸出點。
當控制系統輸出點要求較多時， 就要添加擴展模組， 這樣會大大提高系統成本。 而在輸出端採用矩陣形式的輸出方式， 不但可以降低系統成本， 還能滿足控制系統的要求。
工作原理矩陣是由方程組係數及常數所構成的方陣。
表1：簡單的矩陣模型
由上表可知一個X、一個Y， 對應表中的一個數， 並且是唯一的一個數。 這樣用X、Y這8個數就可以找到表中的16個數。 如果X、Y是PLC的輸出點， 表中16個數可看作PLC的擴展輸出點。 這樣就可以用PLC的8個輸出點控制16個點， 等於擴展了8個點。 如果X、Y取更多數量的話， 會擴展出更多的點。
結構設計S7-200 CPU214只有14個輸入點， 10個輸出點。 當控制系統要用到16個輸出點時， 用矩陣的方法就可以滿足上述要求。 用8個輸出點分別控制4條行線和4條列線時， 在行線和列線交叉點上分別接上16個中間繼電器。 PLC電路圖如圖1， 外部電路圖如圖2。
圖1： PLC電路圖
圖2：外部電路圖
根據原理圖2可知，
要讓K6 閉合，
Q2、Q6就必須同時閉合。
所以程式設計時，
只要讓Q2、Q6同時輸出為1，
K6就可以閉合。
根據原理圖我們總結出其控制表如下：
表2：控制表
注意：使用時， 必須是同行或同列的4個繼電器， 才可以同時閉合。 除此以外， 任何2個以上的繼電器不能同時閉合。
由原理圖我們知道， 當需要不是同行或同列的2個繼電器同時閉合時， 就有可能讓4個繼電器同時閉合。
例如：K1、K6同時閉合時， 由原理圖可知， Q1、Q5；Q2， Q6也同時閉合， 這樣不但K1、K6閉合， 而且K2、K5也相繼閉合。
但是， 同行或同列的繼電器就不會出現這種情況了。 如同列的K1、K5、K9、K13繼電器需要同時閉合時， 只要Q5、Q1、Q2、Q3、Q4同時閉合就行了。 同時， 我們據原理圖可知，
通過矩陣的方法， 我們在有限的資源下可以低成本的快速擴展輸出端， 滿足控制系統的要求。 雖然在應用中多了一些限制， 但由於我們在設計時對輸出順序做了精心安排， 完全避免了它的不足之處。
通過以上的例子希望大家能舉一反三， 使我們在設計時不再因為小型PLC輸出點不夠而煩惱。
（摘編自《電氣技術》， 原文標題為“矩陣在小型PLC輸出中的應用”， 作者為孫憲偉。 ）