PLC 的I/O映射技术

PLC（可编程逻辑控制器）中的I/O映射技术（Input/Output Mapping）是PLC应用中非常关键的一个概念，它关系到PLC与外部设备之间的数据通信与控制。

一、什么是PLC I/O映射？

简单理解：

PLC是一个“中枢神经系统”，通过**输入（Input）读取外部信号（如按钮、开关、传感器），通过输出（Output）**控制外部设备（如电机、继电器、灯）。

但PLC本身只能识别内部的逻辑地址，它并不知道每个信号线连到哪里。I/O映射就是建立一个“地址对照表”，将外部物理端口（如X0、Y1）与内部逻辑变量（如%IX0.0、%QX1.0）一一对应，使PLC程序能够识别和使用这些信号。

二、I/O映射的基本原理

1. 物理地址

这是PLC硬件上的实际端子编号，如：

• 输入端子 X0、X1、X2
• 输出端子 Y0、Y1、Y2

2. 逻辑地址

PLC内部识别和编程使用的地址，如：

• %IX0.0 表示输入模块的第0位
• %QX1.0 表示输出模块的第0位

3. I/O映射（地址映射）

把物理地址 映射 到内部逻辑地址，从而：

• 在程序中写入 IF %IX0.0 THEN … 实际上是判断输入端子X0是否有信号。
• 控制输出时 %QX1.0 := TRUE 实际上是让Y0输出高电平，控制某个外部设备动作。

三、I/O映射的方式

1. 自动映射（系统分配）

大多数PLC（如西门子、三菱）在硬件组态时，系统会自动给每个模块和点分配地址，如：

• 输入模块地址从 %I0.0 开始
• 输出模块地址从 %Q0.0 开始

例如：

程序员无需关心实际接线，只需按照软件组态完成映射。

2. 手动映射（编程自定义）

在复杂项目中，为了增加灵活性与可维护性，可以通过**中间变量（标签）**进行手动映射，例如：

这样做的优点：

• 变量有含义，易读、易维护
• 模块替换或变更接线时，只需改映射部分

四、I/O映射在软件中的体现（以常见品牌为例）

1. 西门子PLC（TIA Portal）

• I/O模块组态时，自动生成 %I 和 %Q 地址
• 可以用“符号变量”建立映射关系

2. 三菱PLC（GX Works3）

• 输入端默认为 X，输出端为 Y
• 可通过“标签”自定义变量名映射到X/Y端口

五、I/O映射的实际应用场景

1. 输入模块（DI）

• 读取按钮、限位开关、传感器状态
• 映射后处理：

2. 输出模块（DO）

控制电磁阀、接触器、指示灯

3. 模拟量（AI/AO）

• 例如温度传感器输入、电压/电流输出给变频器
• 使用 IW（模拟输入）或 QW（模拟输出）寄存器地址

六、I/O映射的调试与维护建议

• 使用标签化编程：便于后期调试与维护
• 统一命名规范：如 Btn_Start, LED_Red, Sensor_Temp
• 分组管理：输入、输出、模拟量、通讯信号分组映射
• 使用映射表文档：记录所有I/O端口和逻辑变量的关系

七、总结