寧德西門子PLC總代理商

時(shí)間：2023-05-22作者：潯之漫智控技術(shù)(上海)有限公司瀏覽：23

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PLC的I/O模塊

I/O接口是PLC與外界連接的接口。PLC通過輸入模塊把控制現(xiàn)場的狀態(tài)、信息讀入主機(jī)，通過輸出模塊把經(jīng)用戶程序的運(yùn)算與決策所得的操作輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。輸入模塊用于將控制現(xiàn)場輸入信號變換成CPU 能接受的信號,并對其進(jìn)行濾波、電平轉(zhuǎn)換、隔離、放大等。輸入接口用來接收和采集兩種類型的輸入信號:一類是由按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)等來的開關(guān)量輸入信號；另一類是由電位器、測速發(fā)電機(jī)和各種變送器等來的模擬量輸入信號。輸出模塊用于將CPU的決策輸出信號變換成驅(qū)動控制對象執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號(含開關(guān)量或模擬量)，執(zhí)行元件如，接觸器、電磁閥、指示燈、調(diào)節(jié)閥(模擬量)、調(diào)速裝置(模擬量)等，并對輸出信號進(jìn)行功率放大、隔離PLC內(nèi)部電路和外部執(zhí)行元件等。

I/O模塊一般包括:數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊。I/O模塊的類型還可按操作電平、驅(qū)動能力和各種用途來區(qū)分。如按用途來區(qū)分，I/O模塊還包括:數(shù)據(jù)傳送/校驗(yàn)、串/并行轉(zhuǎn)換、電平轉(zhuǎn)換、電氣隔離、A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換以及其他功能模塊等。輸出模塊通常有3種形式:繼電器式、晶體管式和晶閘管式。

下面就各種模塊分別加以介紹。

l)直流(DV)輸入模塊

直流輸入模塊的電路原理如圖2-2所示。圖中:R1為限流電阻；R2和C構(gòu)成濾波電路，可以濾掉輸入信號的諧波；VL為輸入指示燈；VLC為光電耦合器。輸入模塊的外接直流電源性可以任意選擇。

圖2-2直流輸入模塊的電路原理圖

直流輸入模塊的工作原理:當(dāng)輸入開關(guān)閉合時(shí)，經(jīng)R1、VLC的發(fā)光二管、輸入指示燈VL構(gòu)成通路。輸入指示燈VL亮，表示該路輸入的開關(guān)量狀態(tài)為ON。輸入信號經(jīng)光電耦合器VLC隔離后，再經(jīng)濾波器濾波，轉(zhuǎn)換成5V電平的直流輸入信號，經(jīng)輸入選擇器與CPU總線相連，將外部輸入開關(guān)的狀態(tài)ON的代碼“1”輸入PLC內(nèi)部。

當(dāng)輸入開關(guān)斷開時(shí)，經(jīng)R1、VLC的發(fā)光二管、輸入指示燈VL沒有構(gòu)成通路，輸入指示燈VL不亮，表示該路輸入的開關(guān)量狀態(tài)為 OFF。當(dāng)然，輸入選擇器的輸入端電平為 0V，經(jīng)輸入選擇器與CPU總線相連，將外部輸入開關(guān)的狀態(tài)OFF的代碼“0”輸入PLC內(nèi)部。圖2-2是直流開關(guān)量輸入模塊兩路輸入信號的電路原理圖，其他各路輸入信號的原理圖與其相同。各輸入信號回路有一個(gè)公共點(diǎn)(圖中的M點(diǎn))的輸入模塊，稱為匯點(diǎn)式輸入模塊。各輸入信號回路相互獨(dú)立的輸入模塊稱為分隔式輸入模塊。

有的輸入模塊不需要外部電源，稱為無源式輸入模塊。無源式輸入模塊的電路原理圖及內(nèi)部參數(shù)與直流模塊相同，只不過其電源采用的是CPU的內(nèi)部直流電源。

2)交流(AV)輸入模塊

交流輸入模塊的電路原理如圖2-3所示。圖中:R1為取樣電阻，同時(shí)具有吸收浪涌的作用:C為電容器，具有隔離直流而接通交流的作用；R2、R3對交流電壓起到分壓作用:VL為輸入指示燈，指示燈VL亮，表示該路輸入的開關(guān)量的狀態(tài)為ON；VLC為光電耦合器。

圖2-3交流輸入模塊的電路原理圖

交流輸入模塊的工作原理:當(dāng)輸入開關(guān)閉合時(shí),光電耦合器VLC的發(fā)光二管導(dǎo)通這時(shí)光電耦合器VLC的光敏晶體管導(dǎo)通。輸入信號經(jīng)VLC隔離后，再經(jīng)濾波器濾波，轉(zhuǎn)換成5V電平的直流輸入信號，經(jīng)輸入選擇器與CPU 總線相連，將外部輸入開關(guān)的狀態(tài) ON 的代碼“1”輸入至PLC內(nèi)部。當(dāng)輸入開關(guān)斷開時(shí)，光電耦合器VLC的發(fā)光二管不發(fā)光，這時(shí)光電耦合器VILC的晶體管截止。輸入信號經(jīng)VLC隔離后，再經(jīng)濾波器濾波，轉(zhuǎn)換成0V電平的直流輸入信號，經(jīng)輸入選擇器與CPU總線相連，將外部輸入開關(guān)的狀態(tài)OFF的代碼“0”輸入至PLC內(nèi)部。

3)直流輸出模塊

直流輸出模塊電路原理如圖2-4所示。直流輸出模塊的輸出電路采用晶體管驅(qū)動，所以，也叫晶體管輸出模塊。其輸出方式一般為集電輸出，外加直流負(fù)載電源。其帶負(fù)載的能力一般每一個(gè)輸出點(diǎn)為0.75A左右。因?yàn)榫w管輸出模塊為無觸點(diǎn)輸出模塊，所以，使用壽命比較長。

直流輸出模塊的工作原理:當(dāng)CPU 根據(jù)用戶程序的運(yùn)算把輸出信號送入PLC的輸出映像區(qū)后，通過內(nèi)部總線把輸出信號送到輸出鎖存器中。輸出鎖存器的對應(yīng)位為“1”時(shí)，其對應(yīng)的晶體管V導(dǎo)通，發(fā)光二管VL發(fā)光。其中發(fā)光二管VL指示該位的輸出為ON狀態(tài)，晶體管V則把負(fù)載L和電源連通起來，使得負(fù)載L獲得電流。輸出鎖存器的對應(yīng)位為“0”時(shí)，其對應(yīng)的晶體管V截止，發(fā)光二管VL不導(dǎo)通。其中發(fā)光二管VL不發(fā)光指示該位的輸出為 OFF狀態(tài)，晶體管V截止則把負(fù)載L和電源隔斷，使得負(fù)載L不會獲得電流。當(dāng)晶體管V由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r(shí)，如果負(fù)載中含有電感的話，電感中的磁場能量的釋放是通過續(xù)流二管VD1來完成的。

4)交流輸出模塊

交流輸出模塊的電路原理如圖2-5所示。交流輸出模塊的輸出電路是采用光控雙向硅開關(guān)驅(qū)動的，所以，又叫雙向二管、晶閘管輸出模塊。該模塊需要外部電源，帶負(fù)載的能力一般為1A左右，不同型號的交流輸出模塊的外加電壓和帶負(fù)載的能力有所不同。晶閘管輸出模塊為無觸點(diǎn)輸出模塊，使用壽命較長。










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