文章將以Smacq的M1000系列模塊的數(shù)字輸入輸出端口為例說明有關(guān)干濕節(jié)點(diǎn)的接線問題。

一、干、濕節(jié)點(diǎn)是是什么？

查看M1005的用戶手冊，數(shù)字輸入通道可以連接干節(jié)點(diǎn)和濕節(jié)點(diǎn)，說明它們是一種可被檢測的信號。

干節(jié)點(diǎn)的定義是：無源開關(guān)，具有接通和斷開的兩種狀態(tài)，兩個節(jié)點(diǎn)之間沒有極性，可以互換。

常見的干節(jié)點(diǎn)信號有：各種開關(guān)、各種按鍵、各種傳感器或是繼電器等的輸出。

濕節(jié)點(diǎn)的定義是：有源開關(guān)，具有有電和無電的兩種狀態(tài)，兩個節(jié)點(diǎn)之間有極性，不能反接。

常見的濕節(jié)點(diǎn)信號有：具備電源的干節(jié)點(diǎn)信號、NPN/PNP型的接近開關(guān)、增量型編碼器等。

究其本質(zhì)，干節(jié)點(diǎn)和濕節(jié)點(diǎn)的區(qū)別在于是否有源。源，即是電源，所以干節(jié)點(diǎn)也叫做無源節(jié)點(diǎn)，濕節(jié)點(diǎn)也可以稱為有源節(jié)點(diǎn)。

具體的區(qū)分方法是：如果是無源節(jié)點(diǎn)（干節(jié)點(diǎn)），就是由采集設(shè)備提供動力（一般是查詢電壓），回路經(jīng)過節(jié)點(diǎn)后，返回到設(shè)備中；

如果是有源節(jié)點(diǎn)（濕節(jié)點(diǎn)），那么就是由節(jié)點(diǎn)提供動力（一般是外接電源），進(jìn)入采集設(shè)備然后返回節(jié)點(diǎn)。

這里我們提到了有源節(jié)點(diǎn)與無源節(jié)點(diǎn)，它們都是開關(guān)量。而與其名稱極為相似的有源信號和無源信號指的是模擬量。這一點(diǎn)大家要區(qū)分開來。

二、連接濕節(jié)點(diǎn)時的注意事項

通過上文對干、濕節(jié)點(diǎn)的介紹，我們可以發(fā)現(xiàn)干節(jié)點(diǎn)十分簡單，所以在連接時也沒有特別需要注意的地方。這里還是主要介紹連接濕節(jié)點(diǎn)時需要注意的事項。

我們首先要關(guān)注的是節(jié)點(diǎn)的回路與采集設(shè)備的回路是否兼容。以本文使用的Smacq M1005模塊為例，它只可接入NPN型的濕節(jié)點(diǎn)。

這是為什么呢？因為模塊的設(shè)計是兼顧干濕節(jié)點(diǎn)的，這使得DI端口默認(rèn)懸空是高電平。當(dāng)干節(jié)點(diǎn)的一端連接至DI，另一端連接至DGND，如果開關(guān)閉合，DI默認(rèn)的高電平便被下拉成低電平；如果開關(guān)開啟則DI還是高電平，這樣便可以判斷回路的通斷了。

然而在連接PNP型濕節(jié)點(diǎn)時就會出現(xiàn)這樣的問題：如下圖所示，如果設(shè)備沒有發(fā)出信號，PNP是斷開的，OUT沒有輸出，所以DI端保持默認(rèn)的高電平；當(dāng)設(shè)備有信號觸發(fā)，PNP導(dǎo)通，OUT輸出高電平，那么DI端依然是默認(rèn)的高電平。顯然，模塊無法正確判斷設(shè)備是否發(fā)出信號。

不過當(dāng)我們使用NPN型濕節(jié)點(diǎn)時卻沒有這樣的困擾：如果設(shè)備沒有信號觸發(fā)，NPN斷開，OUT輸出高電平，與DI的默認(rèn)電平一致；當(dāng)設(shè)備有信號觸發(fā)，NPN導(dǎo)通，OUT輸出低電平，將模塊的DI端下拉為低電平。這樣DI端就會產(chǎn)生高低電平的變化，便可以判斷設(shè)備是否有信號觸發(fā)了。

這里的PNP和NPN都是三極管，但由于它們的結(jié)構(gòu)略有區(qū)別，也就造成了其在具體使用時的不同。不過在上述簡單分析中，我們可以將三極管斷開認(rèn)為成此處是斷路，將三極管導(dǎo)通認(rèn)為成此處是直接通過導(dǎo)線連接。當(dāng)然這是極為簡略的處理方式。

連接濕節(jié)點(diǎn)時還要注意的一點(diǎn)是正負(fù)極性是否連接正確。因為它是有源節(jié)點(diǎn)，需要正確連接到回路上。

三、濕節(jié)點(diǎn)型的輸出端

在之前的內(nèi)容中，我們將干、濕節(jié)點(diǎn)當(dāng)作被采集的對象。而在這一小節(jié)中，我們將從輸出的角度觀察節(jié)點(diǎn)。干節(jié)點(diǎn)自不必說，重要的還是濕節(jié)點(diǎn)類型。仍以M1005模塊的數(shù)字輸出端口為例，因為它的DO端是一個NPN型開關(guān)輸出的端口。

一般用這些端口控制設(shè)備的通斷，比如繼電器或電磁閥等。

這兩種設(shè)備的使用場景雖然不同，但都是利用了電生磁的原理，使螺線管中的鐵芯具有磁性，從而控制設(shè)備在吸附和斷開間切換。

當(dāng)DO輸出高電平，回路通電，控制設(shè)備動作。當(dāng)DO輸出低電平，回路斷開，設(shè)備回復(fù)常態(tài)。

在用戶手冊中我們可以看到，電源正極一般會與COM口連接，這是因為設(shè)備斷開后會產(chǎn)生一個很大的反向電壓，可能損壞DO端口。而接入COM端，可以起到保護(hù)作用。

下面模塊是否連接COM0端的對比圖。可以看到，如果連接COM端，電壓變化很穩(wěn)定，反向電壓在24V左右。若沒有連接COM端，電壓則會不斷發(fā)生振蕩，而且反向電壓在50V左右，極易損換設(shè)備。可見，COM端的保護(hù)是很有必要的。

同時還要注意，根據(jù)模塊參數(shù)，負(fù)載的工作電流要限制在500mA以內(nèi)。

如果使用場景的工作電流大于500mA，則可以用DO控制繼電器比如M1002，再用繼電器控制電磁閥等大電流設(shè)備。

四、實驗

接下來我們要進(jìn)行兩組實驗：實驗一，利用模塊的DI端采集干濕節(jié)點(diǎn)的信號。實驗二，利用模塊的DO端（濕節(jié)點(diǎn)）控制繼電器。

第一組實驗需要的設(shè)備有，一個M1005模塊，一個SDS1001轉(zhuǎn)換器，信號發(fā)生器，NPN型接近開關(guān)以及一個直流電源。

其中SDS1001轉(zhuǎn)換器的功能是為M1005模塊供電并將它的信號傳遞到電腦中。二者的連接方法，大家可以在M系列視頻合集中查看，這里便不再贅述。

打開M Manager軟件，

連接到模塊后，點(diǎn)擊Function Config按鍵就可以查看模塊DI/O端口的狀態(tài)。點(diǎn)擊Read Discrete，可以看到DI端口指示燈均亮起。

首先實驗的是用DI采集干節(jié)點(diǎn)信號。因為干節(jié)點(diǎn)沒有極性，所以我們直接以DGND與DI的短接模仿干節(jié)點(diǎn)連接到模塊上的情況。

很簡單，使用一根導(dǎo)線，將DI端口與DGND短接，點(diǎn)擊Read Discrete就可以看到相應(yīng)的DI端口的指示燈熄滅。

接下來我們使用信號發(fā)生器模擬濕節(jié)點(diǎn)，其連接方法與干節(jié)點(diǎn)的連接方法基本一致，將信號發(fā)生器的負(fù)極與模塊的DGND相連，將正極與模塊的DI 2端口相連。

使信號發(fā)生器發(fā)出一串波形，不斷讀取DI端口的狀態(tài)，就可以看到它的變化了。

第一組實驗的最后我們使用DI端采集NPN常閉型（NC）接近開關(guān)的信號。先來看看它是怎樣接線的。NPN開關(guān)一般有三條線，棕色線與電源正極連接。黑色是信號輸出線，與DI端口連接。藍(lán)色線與電源負(fù)極和模塊的DGND連接。

當(dāng)直流電源輸出24V電壓，傳感器的電源指示燈亮起。

傳感器前方?jīng)]有物體阻擋時，傳感器輸出低電平，DI 2端口的指示燈熄滅。

當(dāng)有物體接近時，NPN開關(guān)就會輸出高電平，此時DI 2端口的指示燈亮起。

第二組實驗，我們將通過DO通道（濕節(jié)點(diǎn)）控制負(fù)載的狀態(tài)。實驗的負(fù)載是一個繼電器。根據(jù)用戶手冊，我們可以這樣接線：將電源的負(fù)極與M1005模塊的DGND端連接，將電源正極分別與繼電器一端以及模塊的COM端連接，繼電器的另一端，與模塊的DO 0通道連接。

控制直流電源輸出24V電壓，用來驅(qū)動繼電器。在軟件中改變DO 0通道的狀態(tài)，點(diǎn)擊Write Coils將信號寫入模塊，就可以控制繼電器的開合了。

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審核編輯 黃宇