PLC外部接線以及開關(guān)量信號和模擬量信號轉(zhuǎn)換

PLC自動化控制在電氣自動化和智能化控制中應(yīng)用相當(dāng)?shù)膹V泛，電力作業(yè)人員都知道。PLC的自動化控制除了需要輸入既定的程序外，還有要對PLC本身進(jìn)行輸入端口和輸出端口的接線，只有PLC的程序指令正確，輸入端口和輸出端口接線正確，PLC才能自動化控制，電工老師傅都知道，PLC既可以接受開關(guān)量控制也可以接受模擬量控制，二者是可以相互轉(zhuǎn)換的，今天我們就重點來看看PLC的外部接線以及開關(guān)量信號和模擬量信號是如何轉(zhuǎn)換的！

PLC外部接線——外部接線方式

匯點式……各個I/O電路有一個公共點，共用一個電源。

分組式……I/O分成若干組，每組I/O共用一個電源，各組電源可以不同。

分割式……各個I/O點之間相互隔離，每個I/O可以使用獨立電源。

PLC外部接線——輸入模塊

輸入接口作用：將按鈕、行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入主機(jī)。

隔離電路采用光電耦合器，再經(jīng)RC濾波電路送入PLC的CPU，可以防止外部干擾源和觸點抖動等情況。

發(fā)光二極管和光耦均采用反并聯(lián)結(jié)構(gòu)，在交流輸入的正負(fù)半波分別導(dǎo)通，C1起隔直作用。

PLC外部接線——輸出模塊

1）繼電器輸出：低速大功率

直流、交流負(fù)載（隔離、功率放大）

2）晶體管集電極輸出：高速小功率

直流負(fù)載

3）雙向可控硅輸出：高速大功率

交流負(fù)載

響應(yīng)速度小于10ms，主要是由于機(jī)械觸點動作延時造成。負(fù)載電源由外部提供，與觸點并聯(lián)的RC電路和壓敏電阻用來消除觸點斷開時產(chǎn)生載電。

放大采用大功率晶體管或場效應(yīng)管，響應(yīng)速度小于1ms，晶體管工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)，圖中穩(wěn)壓二極管用來抑制關(guān)斷過電壓。

隔離采用光電可控硅，放大采用雙向可控硅，響應(yīng)時間有兩種情況：可控硅由關(guān)斷變?yōu)閷?dǎo)通的延遲時間小于1ms，由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷延遲時間小于10ms.RC電路和壓敏電阻用以抑制可控硅的關(guān)斷過電壓和外部的浪涌電壓。

模擬量輸入模塊（A/D、AI）

A/D作用：將現(xiàn)場儀表輸出的（標(biāo)準(zhǔn)）模擬量信號010mA、420mA、15VDC等轉(zhuǎn)化為計算機(jī)可以處理的數(shù)字信號

A/D轉(zhuǎn)換的性能指標(biāo)

分辨力*——A/D接口變化一個LSB（二進(jìn)制最低有效位）時輸入模擬量的最小變化量例：12位A/D轉(zhuǎn)換器，輸入范圍0-10VDC，分辨力=10/212=2.44mV

（通常分辨率以輸入二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)來表示：10位、12位分辨率）線性誤差——實際轉(zhuǎn)換特性曲線與理想轉(zhuǎn)換特性曲線之間的最大偏差。

包括：偏移誤差（0輸入非0輸出）、非線性誤差等。線性誤差通常以LSB的分?jǐn)?shù)表示：如士1/2LSB、土1LSB等

轉(zhuǎn)換時間*——從啟動轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)換結(jié)束完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需要的時間

模擬量輸出模塊（D/A、A0）D/A作用：將計算機(jī)內(nèi)部的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為現(xiàn)場儀表可以接收的標(biāo)準(zhǔn)信號4~20mA等如：12位數(shù)字量（0~4095）→420mA；2047對應(yīng)的轉(zhuǎn)換結(jié)果：12mA

D/A轉(zhuǎn)換的性能指標(biāo)

分辨力——二進(jìn)制變化一個LSB（最低有效位）時D/A輸出模擬量的最小變化量（通常分辨率以輸入二進(jìn)制數(shù)地位數(shù)來表示：10位、12位D/A轉(zhuǎn)換器）線性誤差一一實際轉(zhuǎn)換特性曲線與理想轉(zhuǎn)換特性曲線之間的最大偏差包括偏移誤差（0輸入非0輸出）、非線性誤差等。

線性誤差通常以LSB的分?jǐn)?shù)表示：如士1/2LSB、土1LSB等建立時間一一當(dāng)輸入數(shù)字量變化時，輸出的模擬信號穩(wěn)定在相應(yīng)的數(shù)值范圍之內(nèi)（土0.5xLSB）所經(jīng)歷的時間。

在目前工業(yè)4.0和智能制造2025的大背景之下，“機(jī)器換人”已是大勢所趨，工業(yè)機(jī)器人也被譽為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，機(jī)器人工程師因此也日益成為緊缺型的高薪職業(yè)。
編輯：黃飛

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