西門子SITOP電源模塊6EP1322-5BA10

PLC與常用設備的連接

    PLC常見的輸入設備有按鈕,、行程開關,、接近開關、轉換開關,、撥碼器,、各種傳感器等，輸出設備有繼電器,、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與主令電器類設備的連接PLC與常用設備的連接　
   
    PLC常見的輸入設備有按鈕、行程開關,、接近開關,、轉換開關、撥碼器,、各種傳感器等,，輸出設備有繼電器、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與主令電器類設備的連接
   
    如圖6-4所示是與按鈕,、行程開關、轉換開關等主令電器類輸入設備的接線示意圖,。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端內帶有DC24V電源。若是分組式輸入,，也可參照圖6-4的方法進行分組連接
   
   

   
    ２.　旋轉編碼器是一種光電式旋轉測量裝置,，它將被測的角位移直接轉換成數字信號（高速脈沖信號）。因些可將旋轉編碼器的輸出脈沖信號直接輸入給PLC,，利用PLC的高速計數器對其脈沖信號進行計數,，以獲得測量結果。不同型號的旋轉編碼器,，其輸出脈沖的相數也不同,，有的旋轉編碼器輸出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輸入的響應時間。有的旋轉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,。當采用接近開關,、光電開關等兩線式傳感器時，由于傳感器的漏電流較大,，可能出現錯誤的輸入信號而導致PLC的誤動作,，此時可在PLC輸入端并聯旁路電阻Ｒ，如圖6-8所示,。當漏電流不足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的值根據輸入點不同有差異,。
   
    　　４.　如果PLC控制系統(tǒng)中的某些數據需要經常修改,，可使用多位撥碼開關與PLC連接,，在PLC外部進行數據設定。如圖6-5所示為一位撥碼開關的示意圖,，一位撥碼開關能輸入一位十進制數的0～9,，或一位十六進制數的0～F。
   
   
   
    圖6-5 一位撥碼開關的示意圖
   
   
   
    如圖6-6所示4位撥碼開關組裝在一起,，把各位撥碼開關的COM端連在一起，接在PLC輸入側的COM端子上,。每位撥碼開關的4條數據線按一定順序接在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與輸出設備連接時,，不同組（不同公共端）的輸出點,，其對應輸出設備（負載）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該相同。要根據輸出設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與輸出設備的連接方法,。圖中接法是輸出設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輸出點與輸出設備的連接，其它輸出點的連接方法相似,。
   
   
   
    ６.　PLC的輸出端經常連接的是感性輸出設備（感性負載）,，為了抑制感性電路斷開時產生的電壓使PLC內部輸出元件造成損壞。因此當PLC與感性輸出設備連接時,，如果是直流感性負載,，應在其兩端并聯續(xù)流二極管；如果是交流感性負載,，應在其兩端并聯阻容吸收電路,。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。
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    如圖6-11所示電路中,，采用具有鎖存,、譯碼、驅動功能的芯片CD4513驅動共陰極LED七段顯示器,，兩只CD4513的數據輸入端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信號的上升沿將數據輸入端輸入的BCD數鎖存在片內的寄存器中，并將該數譯碼后顯示出來,。如果輸入的不是十進制數,，顯示器熄滅。LE為高電平時,，顯示的數不受數據輸入信號的影響,。顯然，N個顯示器占用的輸出點數為P=4＋N,。
   
    如果PLC使用繼電器輸出模塊,，應在與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，因此應先送數據輸出信號,，待該信號穩(wěn)定后,，再用LE信號的上升沿將數據鎖存進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,，則通過開關節(jié)點引入的應該是負極，如為共陰極,，則經過開關節(jié)點引入的應該是正極,。如下圖所示（括號內為共陽極時）：
   
   
   
    ２、NPN和PNP節(jié)點輸入
   
    一些傳感器或接近開關的輸出節(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）接負極,。因此,，對于此線路，當PLC的公共端接負極時,，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,。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是指當有信號觸發(fā)時,，信號輸出線OUT和電源線VCC連接，相當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,，根據需要取舍,。
   
    2、PNP類
   
    PNP是指當有信號觸發(fā)時,，信號輸出線OUT和0V線連接,，相當于輸出低電平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電壓范圍是3~120V之間,，因此,，這類信號不必做轉換處理，直接和PLC輸入模塊輸入點連接,，但和其他無源開關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