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可编程序控制器的I/O接口简介

来源:艾特贸易2017-06-05

简介I/O 接口是 PLC 与现场 I/O 设备或其他外部设备之间的连接部件。 PLC 通过输入接口把外部设备的状态或信息读入 CPU ,用户程序运算与操作后,把结果经输出接口传送给执行机构。输入接

    I/O接口是PLC与现场I/O设备或其他外部设备之间的连接部件。PLC通过输入接口把外部设备的状态或信息读入CPU,用户程序运算与操作后,把结果经输出接口传送给执行机构。输入接口对输入信号进行滤波、隔离、电平转换等,把输入信号的逻辑安全可靠地输入到PLC的内部。输出接口是把程序执行的结果输出到PLC的外部,输出接口具有隔离PLC内部电路和外部执行元件的作用,还具有功率放大的作用。    (1)输入接口电路    各种PLC的输入接口电路大都相同,通常有两种形式:一种是直流输入,其输入器件可以是无源触点或传感器的集电极开路晶体管,它又进一步分为源型(共“+”端)和漏型(共“-”端);另一种是交流输入,这实际上是将交流信号经整流、限流后再通过光耦合器传入CPU    1-2所示是FX系列PLC的输入电路(包括RUN输入)的例子。此例为直流源型,它包括如下几部分内容。
FX系列PLC输入电路
    1-2       FX系列PLC输入电路    1)输入端子    当电流通过输入端子时,输入信号接通。公共端为“+”的是源型;公共端为“-”的是漏型。对于源型机,将S/S端与0V相连;对于漏型机,将S/S端与24V连接。输入信号为ON时输入指示灯亮。所有输入的公共端是S/S端子(而不是接地端)。    2)输入电路    输入电路的一次电路与二次电路用光耦合器隔离。二次电路中设有RC滤波器,这是为防止由于输入触点的颤振、输入线混入的噪声引起误动作而设计的。因此,外部输入从ONOFF或从OFFON变化时,PLC内部有约10ms的响应滞后。    3)输入灵敏度    PLC的输入为DC 24V 7mA。引起输入动作的最小电流为2.5~3mA,但为了确实启动,必须取4. 5mA以上。为了确实切断,必须取1.5mA以下。    4)传感器用外部电路    PLC的输入电流是由PLC内部的DC 24V电源供给的,因此,光电开关等传感器用外部电源驱动时,该外部电源须为DC 24V +4V,传感器的输出晶体管须为PNP型集电极开路型(对于源型)或NPN型集电极开路型(对于漏型)。    (2)输出接口电路    输出通常有三种形式:一种是继电器输出型,CPU接通继电器的线圈,继而吸合触点,而触点与外线路构成回路;另一种是晶体管输出,它是通过光耦合使开关晶体管通断以控制外电路;再一种就是晶闸管输出型,这里的晶闸管是采用光触发型的。    1)公共点    输出端子有两种接法:一种输出是各自独立的(无公共点);另一种为每4~8个输出点构成一组,共用一个公共点。在输出共用一个公共端子范围内,必须用同一电压类型和同一电压等级,但不同的公共点组可使用不同电压类型和等级(如AC 200VAC 100VDC 24V等)的负载。各输出公共点之间是相互隔离的。    2)电路隔离    继电器输出型是利用输出继电器的触点和线圈,将PLC的内部电路与外部负载电路进行电气隔离;固态继电器( SSR)输出型是在PLC的内部电路与输出器件(三端双向晶闸管开关器件)之间用光敏晶闸管进行隔离;晶体管输出型是在PLC的内部电路与输出晶体管之间用光耦合器进行隔离。    3)响应时间    继电器型响应时间最长,从输出继电器的线圈通电或断电到输出触点ONOFF的响应时间均为10msSSR型和晶体管型的响应时间都很短,SSR型从光敏晶闸管驱动(或断开)到输出三端双向晶闸管开关器件ON(或OFF)的时间为1ms以下,晶体管型从光耦合器动作(或关断)到晶体管ON(或OFF)的时间为0.2ms以下(在24V 20mA时)。    4)输出电流    FX系列PLC输出接口电路如图1-3所示。
FX系列PLC输出接口电路
    1-3    FX系列PLC输出接口电路    继电器型在AC 250V以下电路电压时可驱动负载为:纯电阻负载2A/1点;感性负载80V·A以下(AC 100VAC 200V);灯负载100W以下(AC 100VAC 200V)。    驱动感性负载时,容量越大,触点寿命就越短。另外,根据输出触点的不同,直流感性负载启闭时,要将该负载与并联分流二极管连接,最大电压要在DC 30V以下。    SSR型每点的输出电流最大为0.3A,但是,为了防止温度上升,每4点的总电流必须在0.8A以下(1点平均0.2A)。浪涌电流大的负载,开关次数频繁时,电流有效值要取0. 2A以下。    晶体管型每个输出点可有0.5A电流。但是,因有温度上升的限制,每4点输出总电流不得大于0.8A1点平均0.2A)。因为输出晶体管的通态电压降约为1.5V,所以驱动半导体器件等时,要考虑这1. 5V的压降。    5)开路漏电流    继电器型输出触点OFF时没有漏电流。    SSR型输出端子处接有关断用C-R吸收电路,故有开路漏电流(1mA/AC 100V2mA/AC 200V),可能引起微小电流负载的误动作,所以负载应在0.4V·A/AC 100V1. 6V·A/AC 200V以上。若小于该指标或接灯负载时,还应并接浪涌电流吸收电路。    SSR输出型与继电器输出相比,有较大的开路漏电流,它能使MY-1LY-2等小型继电器保持动作,使用时应加以注意。晶体管输出型的开路漏电流在100μA以下。