PLC控制系統(tǒng)設計的輸入回路接線

一、輸入回路接線

輸入電路是PLC接收信號的端口(對模擬量來說一般為0-40MA直流電流或0-10V直流電壓信號),輸入接線是指外部輸入器件(任何無源的觸點和集電極開路的NPN三極管)接通輸入回路閉合,同時輸入指示的發(fā)光二極管亮。常用外部輸入器件有按鈕，接近開關，轉(zhuǎn)換開關，撥碼器，各種感應器等，是對系統(tǒng)發(fā)出各種控制信號的主令電器。

（一）PLC輸入模塊與主令電器電器類設備的連接

圖中松下PLC為直流匯點式輸入，即所以輸入點共用一個公共端COM，同時COM端內(nèi)帶有DC24V電源，在編寫程序時注意外部設備使用的是常閉還是常開觸點

輸入端的電氣原理圖中停止按鈕SB0用常閉觸點，串在控制線中，用于停機控制。啟動按鈕SB1用常開觸點。在設計的兩個梯形圖完成的控制功能相同，但停機信號X0使用的觸點類型不同，那么連接在端點的外部停機按鈕觸點類型也就不同 ?

I/O分配SB0-X0，SB1-X1，輸出K0-Y0。當外部使用長閉觸點，不操作該按鈕，輸出Y0正常接通，在PLC控制系統(tǒng)中，外部開關無論是啟動還是停止一般都選用常開型。

（二）接近開關與PLC輸入模塊的連接

在PLC控制系統(tǒng)設計中接線的工作比重叫小，但它是編程設計的基礎。要保證接線工作正確性，需PLC的輸入輸出電路有一個清楚的了解。

1.PLC直流輸入電路：分有源型（共陽極）輸入電路，漏型（共陰極）輸入電路。所以漏型輸入電路PLC的COM端是外接直流電源的正極，如西門子S7-400PLC直流輸入模塊的COM端必須接外部電源的正極。所以西門子PLC輸入信號為低壓信號,如果外部信號為高壓信號應該通過中間繼電器轉(zhuǎn)換。

2.PLC交流輸入電路電壓一般為AC120V或AC230V，經(jīng)過電阻的限流和電容的隔離在經(jīng)過整流變成直流三個環(huán)節(jié)，所以輸入信號延遲時間比直流電路長，但是輸入端是高電壓，輸入信號的可靠信高，一般用于環(huán)境惡劣，對響應要求不高的場合。

（三）開關量信號與PLC輸入模塊的連接

對于不同的PLC輸入電路應正確選擇傳感器（NPN或PNP）的輸入方式，NPN型傳感器動作時，OUT端為0V，（NPN型輸出端OUT應和PLC的輸入端漏型相連）輸出低電平信號。PNP型傳感器動作時，OUT端為+V，輸出高電平信號。

（四）PLC輸入回路接線的優(yōu)化

1、減少輸入點數(shù)，分組輸入

如圖上系統(tǒng)分自動和手動兩種工作方式，Q1-Q8為手動方式用到的 輸入信號，S1-S8為自動方式用到的輸入信號。S1和Q1共用輸入點X0，PLC運行時只會用到其中一組信號，所以可以共用PLC的輸入點。（圖中二極管是用來防止寄生回路，避免錯誤輸入信號的產(chǎn)生。

2、輸入設備的多功能化:在PLC系統(tǒng)中可以借助PLC邏輯功能來實現(xiàn)一個設備在不同條件下產(chǎn)生不同作用的信號。

3、不同形式的直流輸入信號與PLC連接

直流有源輸入輸入信號一般都是24V，這類信號與其他無源開關量信號混合接入PLC輸入點時電壓的0V點一定要接。上圖輸入點I0.0，I0.1連接光電編碼器，接近開關的輸出OUT信號，它們的驅(qū)動電源由PLC自身的24V電壓提供

不同電壓直流信號與PLC輸入模塊輸入點的連接，注意信號電位差的參考點必須相同。即它們的0V信號必須連接在一起。

4、對與用長線引入PLC的開關量信號可以用小行繼電器來轉(zhuǎn)接輸入信號，避免外部的強電感應的干擾。

二、輸出回路接線

由于PLC輸出元件被封裝在線路板上并連接至輸出端子板上，若將輸出元件短路將燒毀印制電路板，所以應用熔斷器保護輸出元件。開關量輸出模塊有繼電器，晶體管，晶閘管輸出。輸出端接線分公共輸出和獨立輸出。直流輸出的續(xù)流管保護，交流輸出阻容吸收電路，晶體管，晶閘管輸出的旁路電阻保護，以及外部緊急停車電路。

（一）PLC輸出有三種，這三種輸出回路的配線應注意

1、繼電器輸出配線：通用于交直流電路,不同公共點可以帶不同交直流電壓負載。負載容量以負載性質(zhì)區(qū)分,阻抗負載2A/1點,8A/4點COM ,感抗負載容量80VA,燈泡負載100W。可知繼電器型輸出的PLC可通過相對大的電流，但輸出觸點響應的時間相對較慢。

2、晶體管輸出：通用于直流電路,電壓范圍DC5-30V，阻抗負載0.5A/1點,0.8A/4點COM ,感抗負載容量12W/DC24,燈泡負載1.5W/DC24。可知晶體管型輸出的PLC輸出觸點響應時間快，但個通過的電流小。

3、晶閘管輸出：適應高頻動作，但只能帶DC5-30V，負載最大電流電流為0.5A，燈泡負載30W。

4、在輸出回路必須設置適當熔斷器作為保護。DC直流感抗負載要并聯(lián)二極管以延長觸點壽命，二極管規(guī)格為耐壓時負載電壓5-10倍，電路大于負載電流。

5、氖燈或小電流負載需要并聯(lián)浪涌吸收器。

6、馬達正反轉(zhuǎn)電路，除PLC內(nèi)部程序要設計互鎖，輸出外部配線也必須互鎖配線。

（二）COM 點的選擇

因為PLC內(nèi)部沒有熔斷器，需在COM點處加一個熔斷器。當負載種類多且電流大可采用一個COM點帶1-2個輸出點的PLC產(chǎn)品，當負載數(shù)量多且種類少可采用一個COM點帶4-8個輸出點的PLC產(chǎn)品。

（三）PLC與感性設備的連接

當PLC輸入輸出端接有感性負載元件時，直流輸出的續(xù)流管保護（直流電路兩端并聯(lián)續(xù)流二極管），交流輸出阻容吸收電路。

對與大容量負載電路，須在繼電器主觸頭兩端連接RC阻容吸收電路

（四）PLC與七段LED顯示器的連接

上圖兩只CD4513的數(shù)據(jù)輸入端A-D共用PLC四個輸出端Y0-Y3，A為最底D為最高，LE 為寄存輸入端，當LE 為高電平時，輸入數(shù)據(jù)將存在芯片內(nèi)的寄存器中，并將其譯碼后顯示出來。如PLC使用繼電器輸出模塊時，與CD4513相連的輸出各端在接一個下拉電阻，避免輸出繼電器斷開的時候CD4513輸入端懸空。

七段數(shù)碼管有共陰極(公共極接地)和共陽極(公共極接+5V)兩種,是電氣儀表常用的數(shù)顯器件。

（五）PLC控制系統(tǒng)輸出回路接線的優(yōu)化

1、減少輸出點的措施

① 巨陣輸出：要使某個設備（負載）接通工作，只要控制相對應的輸出繼電器接通即可，采用巨陣輸出必須將同一時間段接通的負載安排在同一列。

②分組輸出：PLC每個輸出點可以控制兩個不同時工作的負載，當兩組負載不會同時工作事，可以通過外部轉(zhuǎn)換開關SA進行切換。

③ 并聯(lián)輸出：兩個通段完全相同的負載可并聯(lián)后共用PLC的一個輸出點。

④ 提高PLC輸出可靠性措施：PLC輸出模塊的繼電器觸點容量一般為2A，如果輸出點的負載功率太大，可以采用輸出繼電器帶動一個中間繼電器，在由中間繼電器驅(qū)動負載。

審核編輯：黃飛

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