西門子SITOP電源模塊6EP1322-5BA10

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(diǎn)式輸入，即所有輸入點(diǎn)共用一個(gè)公共端COM,，同時(shí)COM端內(nèi)帶有DC24V電源,。若是分組式輸入，也可參照?qǐng)D6-4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(cè)量裝置,，它將被測(cè)的角位移直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)（高速脈沖信號(hào)）,。因些可將旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出脈沖信號(hào)直接輸入給PLC，利用PLC的高速計(jì)數(shù)器對(duì)其脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù),，以獲得測(cè)量結(jié)果,。不同型號(hào)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(jiǎn)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(shí)要注意PLC輸入的響應(yīng)時(shí)間,。有的旋轉(zhuǎn)編碼器還有一條屏蔽線，使用時(shí)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(shí),，由于傳感器的漏電流較大，可能出現(xiàn)錯(cuò)誤的輸入信號(hào)而導(dǎo)致PLC的誤動(dòng)作,，此時(shí)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(shí)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(diǎn)不同有差異,。
   
    　　４.　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(gè)輸入點(diǎn)上。由圖可見,，使用撥碼開關(guān)要占用許多PLC 輸入點(diǎn),，所以不是十分必要的場(chǎng)合，一般不要采用這種方法,。
   
    ５.　PLC與輸出設(shè)備連接時(shí),，不同組（不同公共端）的輸出點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)輸出設(shè)備（負(fù)載）的電壓類型,、等級(jí)可以不同,，但同組（相同公共端）的輸出點(diǎn)，其電壓類型和等級(jí)應(yīng)該相同,。要根據(jù)輸出設(shè)備電壓的類型和等級(jí)來(lái)決定是否分組連接,。如圖6-9所示以FX2N為例說(shuō)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(diǎn)與輸出設(shè)備的連接,，其它輸出點(diǎn)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(shí)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(shí),，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(shí)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(diǎn)是很多的,。
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    如圖6-11所示電路中,，采用具有鎖存、譯碼,、驅(qū)動(dòng)功能的芯片CD4513驅(qū)動(dòng)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(gè)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(hào)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(lái),。如果輸入的不是十進(jìn)制數(shù)，顯示器熄滅,。LE為高電平時(shí),，顯示的數(shù)不受數(shù)據(jù)輸入信號(hào)的影響。顯然,，N個(gè)顯示器占用的輸出點(diǎn)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(diǎn)斷開時(shí)CD4513的輸入端懸空。PLC輸出繼電器的狀態(tài)變化時(shí),，其觸點(diǎn)可能抖動(dòng),，因此應(yīng)先送數(shù)據(jù)輸出信號(hào)，待該信號(hào)穩(wěn)定后,，再用LE信號(hào)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(diǎn)形式共分為以下三種：
   
    1、無(wú)源節(jié)點(diǎn)輸入,，即：開關(guān)節(jié)點(diǎn)輸入,。
   
    2、NPN和PNP節(jié)點(diǎn)輸入
   
    3,、二極管輸入
   
    下面,，就這三種節(jié)點(diǎn)輸入的形式及接線方式簡(jiǎn)單說(shuō)明一下。
   
    1,、無(wú)源節(jié)點(diǎn)輸入（開關(guān)量輸入）
   
    此種節(jié)點(diǎn)形式是PLC輸入用的最多的一種形式,。使用此種形式時(shí)，只要注意PLC的輸入公共端是共陽(yáng)極還是共陰極就行了,。如為共陽(yáng)極,，則通過(guò)開關(guān)節(jié)點(diǎn)引入的應(yīng)該是負(fù)極，如為共陰極，則經(jīng)過(guò)開關(guān)節(jié)點(diǎn)引入的應(yīng)該是正極,。如下圖所示（括號(hào)內(nèi)為共陽(yáng)極時(shí)）：
   
   
   
    ２,、NPN和PNP節(jié)點(diǎn)輸入
   
    一些傳感器或接近開關(guān)的輸出節(jié)點(diǎn)是NPN或PNP節(jié)點(diǎn)形式。這時(shí),，做為PLC的輸入是選NPN還是PNP節(jié)點(diǎn),，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(lái)說(shuō)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(dòng)作時(shí),，輸出0V（黑線④處）。這就要求,，PLC的公共端（COM）是正極,。因此，對(duì)于此線路,，當(dāng)PLC的公共端接（CON）正極時(shí),，PLC的輸入就只能用NPN形式。
   
   
   
    下圖正好相反,，當(dāng)傳感器動(dòng)作時(shí),，其輸出為正極（黑線④處）。此時(shí),，就要求PLC的公共端（COM）接負(fù)極,。因此，對(duì)于此線路,，當(dāng)PLC的公共端接負(fù)極時(shí),，PLC的輸入就只能用PNP的形式。
   
   
   
    PLC的輸入節(jié)點(diǎn)到底是采用PNP還是NPN的形式,，其實(shí)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(diǎn),，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(yáng)極,，因此,，在考慮使用NPN或PNP輸入時(shí)，可以改變公共端（COM）的正極或負(fù)極來(lái)分別使用,；而對(duì)于三菱FX系列的PLC,，因光電耦合的公共端是固定采用共陽(yáng)極的,，因此公共端只能接正極，輸入也就只能使用NPN節(jié)點(diǎn)輸入方式了,。
   
    3,、串二極管輸入
   
    有時(shí)，需要在PLC的輸入節(jié)點(diǎn)中串入一個(gè)發(fā)光二極管來(lái)為指示,。如下圖所示：
   
   
   
    此時(shí),，一般PLC都會(huì)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(gè)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(shí)串入2個(gè),。
   
   
    PNP與NPN型傳感器其實(shí)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(hào)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(hào)輸出線。
   
    1,、NPN類
   
    NPN是指當(dāng)有信號(hào)觸發(fā)時(shí),，信號(hào)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(duì)于NPN-NO型,，在沒有信號(hào)觸發(fā)時(shí)，輸出線是懸空的,，就是VCC電源線和out線斷開,。有信號(hào)觸發(fā)時(shí),，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(duì)于NPN-NC型，在沒有信號(hào)觸發(fā)時(shí),，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(hào)觸發(fā)后,，輸出線是懸空的，就是VCC電源線和out線斷開,。
   
    對(duì)于NPN-NC+NO型,，其實(shí)就是多出一個(gè)輸出線OUT，根據(jù)需要取舍,。
   
    2,、PNP類
   
    PNP是指當(dāng)有信號(hào)觸發(fā)時(shí)，信號(hào)輸出線OUT和0V線連接,，相當(dāng)于輸出低電平0V,。
   
    對(duì)于PNP-NO型，在沒有信號(hào)觸發(fā)時(shí),，輸出線是懸空的,，就是0V線和OUT線斷開。有信號(hào)觸發(fā)時(shí),，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(duì)于PNP-NC型,，在沒有信號(hào)觸發(fā)時(shí)，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(hào)觸發(fā)后,，輸出線是懸空的,，就是0V線和OUT線斷開。
   
    對(duì)于PNP-NC+NO型,，和NPN-NC+NO型類似,，多出一個(gè)輸出線OUT，及兩條信號(hào)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(hào)是高電平還是低電平,也沒必須硬記NPN是接共陽(yáng)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(yáng)極,就是把所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接在一起,此時(shí),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(gè)低電平才對(duì).PLC共陰極時(shí)也一樣.大家千萬(wàn)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(hào)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(hào)，一般都是5V,、12V,、24V、48V等,。而目前的PLC輸入模塊輸入點(diǎn)的響應(yīng)電壓范圍是3~120V之間,，因此，這類信號(hào)不必做轉(zhuǎn)換處理,，直接和PLC輸入模塊輸入點(diǎn)連接,，但和其他無(wú)源開關(guān)量信號(hào)以及其他來(lái)源得直流電壓信號(hào)混合接入PLC輸入點(diǎn)時(shí)一定注意