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PLC與常用設(shè)備的連接
PLC與常用設(shè)備的連接
PLC常見的輸入設(shè)備有按鈕、行程開關(guān),、接近開關(guān),、轉(zhuǎn)換開關(guān)、撥碼器,、各種傳感器等,，輸出設(shè)備有繼電器、接觸器,、電磁閥等,。正確地連接輸入和輸出電路，是保證PLC安全可靠工作的前提,。
1. PLC與主令電器類設(shè)備的連接PLC與常用設(shè)備的連接
PLC常見的輸入設(shè)備有按鈕,、行程開關(guān)、接近開關(guān),、轉(zhuǎn)換開關(guān),、撥碼器、各種傳感器等,，輸出設(shè)備有繼電器,、接觸器、電磁閥等,。正確地連接輸入和輸出電路,，是保證PLC安全可靠工作的前提。
1. PLC與主令電器類設(shè)備的連接
如圖6-4所示是與按鈕,、行程開關(guān),、轉(zhuǎn)換開關(guān)等主令電器類輸入設(shè)備的接線示意圖。圖中的PLC為直流匯點式輸入,，即所有輸入點共用一個公共端COM,，同時COM端內(nèi)帶有DC24V電源。若是分組式輸入,，也可參照圖6-4的方法進(jìn)行分組連接
２. 旋轉(zhuǎn)編碼器是一種光電式旋轉(zhuǎn)測量裝置,，它將被測的角位移直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號（高速脈沖信號）。因些可將旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出脈沖信號直接輸入給PLC,，利用PLC的高速計數(shù)器對其脈沖信號進(jìn)行計數(shù),，以獲得測量結(jié)果,。不同型號的旋轉(zhuǎn)編碼器，其輸出脈沖的相數(shù)也不同,，有的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出A,、B、Z三相脈沖,，有的只有A,、B相兩相，簡單的只有A相,。
如圖6-7所示是輸出兩相脈沖的旋轉(zhuǎn)編碼器與FX系列PLC的連接示意圖,。編碼器有4條引線，其中2條是脈沖輸出線,，1條是COM端線,，1條是電源線。編碼器的電源可以是外接電源,，也可直接使用PLC的DC24V電源,。電源“-"端要與編碼器的COM端連接，“+ "與編碼器的電源端連接,。編碼器的COM端與PLC輸入COM端連接,，A、B兩相脈沖輸出線直接與PLC的輸入端連接,，連接時要注意PLC輸入的響應(yīng)時間,。有的旋轉(zhuǎn)編碼器還有一條屏蔽線，使用時要將屏蔽線接地,。
３. 傳感器的種類很多,，其輸出方式也各不相同。當(dāng)采用接近開關(guān),、光電開關(guān)等兩線式傳感器時,，由于傳感器的漏電流較大，可能出現(xiàn)錯誤的輸入信號而導(dǎo)致PLC的誤動作,，此時可在PLC輸入端并聯(lián)旁路電阻Ｒ,，如圖6-8所示。當(dāng)漏電流不足lmA時可以不考慮其影響,。
式中：I為傳感器的漏電流（mA）,，UOFF為PLC輸入電壓低電平的上限值（V），RC為PLC的輸入阻抗（KΩ）,，RC的值根據(jù)輸入點不同有差異。
?。? 如果PLC控制系統(tǒng)中的某些數(shù)據(jù)需要經(jīng)常修改,，可使用多位撥碼開關(guān)與PLC連接,，在PLC外部進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)定。如圖6-5所示為一位撥碼開關(guān)的示意圖,，一位撥碼開關(guān)能輸入一位十進(jìn)制數(shù)的0～9,，或一位十六進(jìn)制數(shù)的0～F。
圖6-5 一位撥碼開關(guān)的示意圖
如圖6-6所示4位撥碼開關(guān)組裝在一起,，把各位撥碼開關(guān)的COM端連在一起,，接在PLC輸入側(cè)的COM端子上。每位撥碼開關(guān)的4條數(shù)據(jù)線按一定順序接在PLC的4個輸入點上,。由圖可見,，使用撥碼開關(guān)要占用許多PLC 輸入點，所以不是十分必要的場合,，一般不要采用這種方法,。
５. PLC與輸出設(shè)備連接時，不同組（不同公共端）的輸出點,，其對應(yīng)輸出設(shè)備（負(fù)載）的電壓類型,、等級可以不同，但同組（相同公共端）的輸出點,，其電壓類型和等級應(yīng)該相同,。要根據(jù)輸出設(shè)備電壓的類型和等級來決定是否分組連接。如圖6-9所示以FX2N為例說明PLC與輸出設(shè)備的連接方法,。圖中接法是輸出設(shè)備具有相同電源的情況,，所以各組的公共端連在一起，否則要分組連接,。圖中只畫出Y0-Y7輸出點與輸出設(shè)備的連接,，其它輸出點的連接方法相似。
６. PLC的輸出端經(jīng)常連接的是感性輸出設(shè)備（感性負(fù)載）,，為了抑制感性電路斷開時產(chǎn)生的電壓使PLC內(nèi)部輸出元件造成損壞,。因此當(dāng)PLC與感性輸出設(shè)備連接時，如果是直流感性負(fù)載,，應(yīng)在其兩端并聯(lián)續(xù)流二極管,；如果是交流感性負(fù)載，應(yīng)在其兩端并聯(lián)阻容吸收電路,。如圖6-10所示,。
圖中，續(xù)流二極管可選用額定電流為1A,、額定電壓大于電源電壓的3倍,；電阻值可取50~120Ω，電容值可取0.1~0.47μF,，電容的額定電壓應(yīng)大于電源的峰值電壓,。接線時要注意續(xù)流二極管的極性,。
７. PLC可直接用開關(guān)量輸出與七段LED顯示器的連接，但如果PLC控制的是多位LED七段顯示器,，所需的輸出點是很多的,。
如圖6-11所示電路中，采用具有鎖存,、譯碼,、驅(qū)動功能的芯片CD4513驅(qū)動共陰極LED七段顯示器，兩只CD4513的數(shù)據(jù)輸入端A～D共用PLC的4個輸出瑞,，其中A為低位,，D為最高位。LE是鎖存使能輸入端,，在LE信號的上升沿將數(shù)據(jù)輸入端輸入的BCD數(shù)鎖存在片內(nèi)的寄存器中,，并將該數(shù)譯碼后顯示出來。如果輸入的不是十進(jìn)制數(shù),，顯示器熄滅,。LE為高電平時，顯示的數(shù)不受數(shù)據(jù)輸入信號的影響,。顯然,，N個顯示器占用的輸出點數(shù)為P=4＋N。
如果PLC使用繼電器輸出模塊,，應(yīng)在與CD4513相連的PLC各輸出端接一下拉電阻,，以避免在輸出繼電器的觸點斷開時CD4513的輸入端懸空。PLC輸出繼電器的狀態(tài)變化時,，其觸點可能抖動,，因此應(yīng)先送數(shù)據(jù)輸出信號，待該信號穩(wěn)定后,，再用LE信號的上升沿將數(shù)據(jù)鎖存進(jìn)CD4513,。
PLC輸入外部電路的形式
PLC輸入外部電路的外部節(jié)點形式共分為以下三種：
1、無源節(jié)點輸入,，即：開關(guān)節(jié)點輸入,。
2、NPN和PNP節(jié)點輸入
3,、二極管輸入
下面,，就這三種節(jié)點輸入的形式及接線方式簡單說明一下。
1,、無源節(jié)點輸入（開關(guān)量輸入）
此種節(jié)點形式是PLC輸入用的最多的一種形式,。使用此種形式時，只要注意PLC的輸入公共端是共陽極還是共陰極就行了。如為共陽極,，則通過開關(guān)節(jié)點引入的應(yīng)該是負(fù)極,，如為共陰極，則經(jīng)過開關(guān)節(jié)點引入的應(yīng)該是正極,。如下圖所示（括號內(nèi)為共陽極時）：
２、NPN和PNP節(jié)點輸入
一些傳感器或接近開關(guān)的輸出節(jié)點是NPN或PNP節(jié)點形式,。這時,，做為PLC的輸入是選NPN還是PNP節(jié)點，一方面要看要看PLC的接線形式而定,，另外還要看傳感器或接近開關(guān)的接線形式,。下面舉例來說明：
如下圖所示，傳感器的輸出是NPN形式的,。從圖中負(fù)載接線可知,，傳感器動作時，輸出0V（黑線④處）,。這就要求,，PLC的公共端（COM）是正極。因此,，對于此線路,，當(dāng)PLC的公共端接（CON）正極時，PLC的輸入就只能用NPN形式,。
下圖正好相反,，當(dāng)傳感器動作時，其輸出為正極（黑線④處）,。此時,，就要求PLC的公共端（COM）接負(fù)極。因此,，對于此線路,，當(dāng)PLC的公共端接負(fù)極時，PLC的輸入就只能用PNP的形式,。
PLC的輸入節(jié)點到底是采用PNP還是NPN的形式,，其實大不可必死記。只要明白PLC輸入內(nèi)部的電路原理就行了,，即：采用PNP還是NPN節(jié)點,，都必須保證PLC輸入電路內(nèi)部的光電耦合部分的發(fā)光二極管得電。
以上兩例是以西門子PLC為例,，西門子PLC輸入內(nèi)部線路的光電耦合的公共端可以是共陰極或共陽極,，因此，在考慮使用NPN或PNP輸入時，可以改變公共端（COM）的正極或負(fù)極來分別使用,；而對于三菱FX系列的PLC,，因光電耦合的公共端是固定采用共陽極的，因此公共端只能接正極,，輸入也就只能使用NPN節(jié)點輸入方式了,。
3、串二極管輸入
有時,，需要在PLC的輸入節(jié)點中串入一個發(fā)光二極管來為指示,。如下圖所示：
此時，一般PLC都會規(guī)定串入二極管的允許電壓降及允許串入的二極管的個數(shù),。比如,，上圖所示的FX系列的PLC規(guī)定，發(fā)光二極管允許電壓降為4V,，最多允許中時串入2個,。
PNP與NPN型傳感器其實就是利用三極管的飽和和截止，輸出兩種狀態(tài),，屬于開關(guān)型傳感器,。但輸出信號是截然相反的，即高電平和低電平,。PNP輸出是低電平0,，NPN輸出的是高電平1。
PNP與NPN型傳感器（開關(guān)型）分為六類：
1,、NPN-NO（常開型）
2,、NPN-NC（常閉型）
3、NPN-NC+NO（常開,、常閉共有型）
4,、PNP-NO（常開型）
5、PNP-NC（常閉型）
6,、PNP-NC+NO（常開,、常閉共有型）
PNP與NPN型傳感器一般有三條引出線，即電源線VCC,、0V線,，OUT信號輸出線。
1,、NPN類
NPN是指當(dāng)有信號觸發(fā)時,，信號輸出線OUT和電源線VCC連接，相當(dāng)于輸出高電平的電源線,。
對于NPN-NO型,，在沒有信號觸發(fā)時，輸出線是懸空的，就是VCC電源線和out線斷開,。有信號觸發(fā)時,，發(fā)出與VCC電源線相同的電壓，也就是out線和電源線VCC連接,，輸出高電平VCC,。
對于NPN-NC型，在沒有信號觸發(fā)時,，發(fā)出與VCC電源線相同的電壓,，也就是out線和電源線VCC連接，輸出高電平VCC,。當(dāng)有信號觸發(fā)后，輸出線是懸空的,，就是VCC電源線和out線斷開,。
對于NPN-NC+NO型，其實就是多出一個輸出線OUT,，根據(jù)需要取舍,。
2、PNP類
PNP是指當(dāng)有信號觸發(fā)時,，信號輸出線OUT和0V線連接,，相當(dāng)于輸出低電平0V。
對于PNP-NO型,，在沒有信號觸發(fā)時,，輸出線是懸空的，就是0V線和OUT線斷開,。有信號觸發(fā)時,，發(fā)出與0V相同的電壓，也就是OUT線和0V線連接,，輸出輸出低電平0V,。
對于PNP-NC型，在沒有信號觸發(fā)時,，發(fā)出與0V線相同的電壓,，也就是OUT線和0V線連接，輸出低電平0V,。當(dāng)有信號觸發(fā)后,，輸出線是懸空的，就是0V線和OUT線斷開,。
對于PNP-NC+NO型,，和NPN-NC+NO型類似，多出一個輸出線OUT，及兩條信號反相的輸出線,，根據(jù)需要取舍,。
我們一般常用的是NPN型，即高電平有效狀態(tài),。PNP很少使用,。
NPN還是PNP的輸出信號是高電平還是低電平,也沒必須硬記NPN是接共陽極的PLC還是共陰極的PLC.我們知道,PLC的輸入是發(fā)光二極管隔離,PLC共陽極,就是把所有發(fā)光二極管的陽極接在一起,此時,要想PLC有輸入(即讓發(fā)光二極管亮),PLC的輸入端(即發(fā)光二極的陰極)必須是一個低電平才對.PLC共陰極時也一樣.大家千萬不要死記硬背一些所謂的法則.要根據(jù)具體情況具體分。
不同形式的直流輸入信號如何與PLC連接
在可編程程序控制器控制系統(tǒng)中遇到的的直流有源輸入信號,，一般都是5V,、12V、24V,、48V等,。而目前的PLC輸入模塊輸入點的響應(yīng)電壓范圍是3~120V之間，因此,，這類信號不必做轉(zhuǎn)換處理,，直接和PLC輸入模塊輸入點連接，但和其他無源開關(guān)量信號以及其他來源得直流電壓信號混合接入PLC輸入點時一定注意