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PLC的輸入和輸出接口電路
2019-06-11  來源: 本站

輸入/輸出接口是PLC與現場I/O設備或其它外部設備之間的連接部件。PLC通過輸入接口把外部設備(如開關、按鈕、傳感器)的狀態或信息讀入CPU,通過用戶程序的運算與操作,把結果通過輸出接口傳遞給執行機構(如電磁閥、繼電器、接觸器等)。

    在輸入/輸出接口電路中,一般均配有電子變換、光耦合器和阻容濾波等電路,以實現外部現場的各種信號與系統內部統一信號的匹配和信號的正確傳遞,PLC正是通過了這種接口實現了信號電平的轉換。發光二極管(LED)用來顯示某一路輸入端子是否有信號輸入。當系統的I/O點數不夠時,可通過PLCI/O擴展接口對系統進行擴展。

    1)輸入接口電路

    各種PLC的輸入接口電路結構大都相同,按其接口接受的外信號電源劃分有兩種類型:直流輸入接口電路、交流輸入接口電路。其作用是把現場的開關量信號變成PLC內部處理的標準信號。PLC的輸入接口電路如圖2所示。

    在輸入接口電路中,每一個輸入端子可接收一個來自用戶設備的離散信號,即外部輸入器件可以是無源觸點,如按鈕、開關、形程開關等,也可以是有源器件,如各類傳感器、接近開關、光電開關等。在PLC內部電源容量允許條件下,有源輸入器件可以采用PLC輸出電源(24V),否則必須外設電源。

圖(a 直流輸入接口電路      

圖(b 交流輸入接口電路   

 在圖(a 直流輸入接口電路中,當輸入開關閉合時,光敏晶體管接收到光信號,并將接受的信號送入內部狀態寄存器。即當現場開關閉合時,對應的輸入映像寄存器為“1”狀態,同時該輸入端的發光二極管(LED)點亮;當現場開關斷開時,對應的輸入映像寄存器為“0”狀態。光電耦合器隔離了輸入電路與PLC內部電路的電氣連接,使外部信號通過光電耦合變成內部電路能接收的標準信號。 
    
圖(b)交流輸入接口電路中,當輸入開關閉合時,經雙向光電耦合器,將該信號送至PLC內部電路,供CPU處理,同時發光二極管(LED)點亮。

    2)輸出接口電路

為適應不同負載需要,各類PLC的輸出都有三種類型的接口電路,即繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸出。其作用是把PLC內部的標淮信號轉換成現場執行機構所需的開關量信號,驅動負載。發光二極管(LED)用來顯示某一路輸出端子是否有信號輸出。

圖(a 繼電器輸出型接口電

 

圖(b)晶體管輸出型接口電路

圖(c 晶閘管輸出型接口電路

 

3 PLC的輸出接口電路

    圖(a)繼電器輸出型接口電路中,當CPU根據用戶程序的運算把輸出信號送入PLC的輸出映像區后,通過內部總線把輸出信號送到鎖存器中。當輸出鎖存器的對應位為“1”時,其對應的發光二極管(LED)導通發光,繼電器的線圈帶電,其觸點則把負載和電源連通起來,使得負載獲得電流;當輸出鎖存器的對應位為“0”,其對應的發光二極管(LED)不導通,線圈不帶電,其觸點則把負載L和電源隔斷,使得負載不會獲得電流。 
    
圖(b)晶體管輸出型接口電路中,當輸出鎖存器的對應位為“1”時,其對應的晶體管導通,把負載和電源連通起來,使得負載獲得電流,發光二極管(LED)導通;當輸出鎖存器的對應為“0”時,其對應的晶體管截止,把負載和電源隔斷,使得負載不會獲得電流,發光二極管(LED)不導通。 
    
圖(c)晶閘管輸出型接口電路中,當輸出鎖存器的對應位為“1”時,其對應的光耦合器導通,把負載和電源連通起來,使得負載獲得電流,發光二極管(LED)發光。當輸出鎖存器的對應位為“0”時,由于負載電源過零,其對應的光耦合器截止,把負載和電源隔斷,使得負載不會獲得電流,發光二極管(LED)不導通。 
上述三種類型的輸出接口電路中,繼電器輸出型最常用,它適用于交、直流負載,其特點是帶負載能力強,但動作頻率與相應速度慢。晶體管輸出型適用于直流負載,其特點是動作頻率高,相應速度塊,但帶負載能力小。晶閘管輸出型適用于交流負載,相應速度快,帶帶負載能力不強。

    在輸出接口電路中,外部負載直接與PLC輸出端子相連,負載電源由用戶根據負載要求自行配備。在實際應用中,在考慮外驅動電源時,需考慮輸出器件的類型,同時PLC輸出端子的輸出電流不能超出其額定值。

  

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