PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的輸入回路接線

一、輸入回路接線

輸入電路是PLC接收信號(hào)的端口(對(duì)模擬量來(lái)說(shuō)一般為0-40MA直流電流或0-10V直流電壓信號(hào)),輸入接線是指外部輸入器件(任何無(wú)源的觸點(diǎn)和集電極開路的NPN三極管)接通輸入回路閉合,同時(shí)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(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān)，撥碼器，各種感應(yīng)器等，是對(duì)系統(tǒng)發(fā)出各種控制信號(hào)的主令電器。

（一）PLC輸入模塊與主令電器電器類設(shè)備的連接

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

輸入端的電氣原理圖中停止按鈕SB0用常閉觸點(diǎn)，串在控制線中，用于停機(jī)控制。啟動(dòng)按鈕SB1用常開觸點(diǎn)。在設(shè)計(jì)的兩個(gè)梯形圖完成的控制功能相同，但停機(jī)信號(hào)X0使用的觸點(diǎn)類型不同，那么連接在端點(diǎn)的外部停機(jī)按鈕觸點(diǎn)類型也就不同 ?

I/O分配SB0-X0，SB1-X1，輸出K0-Y0。當(dāng)外部使用長(zhǎng)閉觸點(diǎn)，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(guān)無(wú)論是啟動(dòng)還是停止一般都選用常開型。

（二）接近開關(guān)與PLC輸入模塊的連接

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

1.PLC直流輸入電路：分有源型（共陽(yáng)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(hào)為低壓信號(hào),如果外部信號(hào)為高壓信號(hào)應(yīng)該通過(guò)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(guò)電阻的限流和電容的隔離在經(jīng)過(guò)整流變成直流三個(gè)環(huán)節(jié)，所以輸入信號(hào)延遲時(shí)間比直流電路長(zhǎng)，但是輸入端是高電壓，輸入信號(hào)的可靠信高，一般用于環(huán)境惡劣，對(duì)響應(yīng)要求不高的場(chǎng)合。

（三）開關(guān)量信號(hào)與PLC輸入模塊的連接

對(duì)于不同的PLC輸入電路應(yīng)正確選擇傳感器（NPN或PNP）的輸入方式，NPN型傳感器動(dòng)作時(shí)，OUT端為0V，（NPN型輸出端OUT應(yīng)和PLC的輸入端漏型相連）輸出低電平信號(hào)。PNP型傳感器動(dòng)作時(shí)，OUT端為+V，輸出高電平信號(hào)。

（四）PLC輸入回路接線的優(yōu)化

1、減少輸入點(diǎn)數(shù)，分組輸入

如圖上系統(tǒng)分自動(dòng)和手動(dòng)兩種工作方式，Q1-Q8為手動(dòng)方式用到的輸入信號(hào)，S1-S8為自動(dòng)方式用到的輸入信號(hào)。S1和Q1共用輸入點(diǎn)X0，PLC運(yùn)行時(shí)只會(huì)用到其中一組信號(hào)，所以可以共用PLC的輸入點(diǎn)。（圖中二極管是用來(lái)防止寄生回路，避免錯(cuò)誤輸入信號(hào)的產(chǎn)生。

2、輸入設(shè)備的多功能化:在PLC系統(tǒng)中可以借助PLC邏輯功能來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)設(shè)備在不同條件下產(chǎn)生不同作用的信號(hào)。

3、不同形式的直流輸入信號(hào)與PLC連接

直流有源輸入輸入信號(hào)一般都是24V，這類信號(hào)與其他無(wú)源開關(guān)量信號(hào)混合接入PLC輸入點(diǎn)時(shí)電壓的0V點(diǎn)一定要接。上圖輸入點(diǎn)I0.0，I0.1連接光電編碼器，接近開關(guān)的輸出OUT信號(hào)，它們的驅(qū)動(dòng)電源由PLC自身的24V電壓提供

不同電壓直流信號(hào)與PLC輸入模塊輸入點(diǎn)的連接，注意信號(hào)電位差的參考點(diǎn)必須相同。即它們的0V信號(hào)必須連接在一起。

4、對(duì)與用長(zhǎng)線引入PLC的開關(guān)量信號(hào)可以用小行繼電器來(lái)轉(zhuǎn)接輸入信號(hào)，避免外部的強(qiáng)電感應(yīng)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(yīng)用熔斷器保護(hù)輸出元件。開關(guān)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(dú)立輸出。直流輸出的續(xù)流管保護(hù)，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(hù)，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(yīng)注意

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

2、晶體管輸出：通用于直流電路,電壓范圍DC5-30V，阻抗負(fù)載0.5A/1點(diǎn),0.8A/4點(diǎn)COM ,感抗負(fù)載容量12W/DC24,燈泡負(fù)載1.5W/DC24。可知晶體管型輸出的PLC輸出觸點(diǎn)響應(yīng)時(shí)間快，但個(gè)通過(guò)的電流小。

3、晶閘管輸出：適應(yīng)高頻動(dòng)作，但只能帶DC5-30V，負(fù)載最大電流電流為0.5A，燈泡負(fù)載30W。

4、在輸出回路必須設(shè)置適當(dāng)熔斷器作為保護(hù)。DC直流感抗負(fù)載要并聯(lián)二極管以延長(zhǎng)觸點(diǎn)壽命，二極管規(guī)格為耐壓時(shí)負(fù)載電壓5-10倍，電路大于負(fù)載電流。

5、氖燈或小電流負(fù)載需要并聯(lián)浪涌吸收器。

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

（二）COM 點(diǎn)的選擇

因?yàn)镻LC內(nèi)部沒(méi)有熔斷器，需在COM點(diǎn)處加一個(gè)熔斷器。當(dāng)負(fù)載種類多且電流大可采用一個(gè)COM點(diǎn)帶1-2個(gè)輸出點(diǎn)的PLC產(chǎn)品，當(dāng)負(fù)載數(shù)量多且種類少可采用一個(gè)COM點(diǎn)帶4-8個(gè)輸出點(diǎn)的PLC產(chǎn)品。

（三）PLC與感性設(shè)備的連接

當(dāng)PLC輸入輸出端接有感性負(fù)載元件時(shí)，直流輸出的續(xù)流管保護(hù)（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(duì)與大容量負(fù)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(gè)輸出端Y0-Y3，A為最底D為最高，LE 為寄存輸入端，當(dāng)LE 為高電平時(shí)，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(lái)。如PLC使用繼電器輸出模塊時(shí)，與CD4513相連的輸出各端在接一個(gè)下拉電阻，避免輸出繼電器斷開的時(shí)候CD4513輸入端懸空。