PLC輸入模塊與主令電器電器類設(shè)備的連接

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。接近開關(guān),轉(zhuǎn)換開關(guān),撥碼器,各種感應(yīng)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(shè)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(shè)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(shè)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(dāng)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(guān)無論是啟動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)計中接線的工作比重較小,但它是編程設(shè)計的基礎(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。

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(yīng)要求不高的場合。

(三)開關(guān)量信號與PLC輸入模塊的連接

對于不同的PLC輸入電路應(yīng)正確選擇傳感器(NPN或PNP)的輸入方式,NPN型傳感器動作時,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。

(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(shè)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(shè)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(guān)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(guān)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.對于用長線引入PLC的開關(guān)量信號可以用小型繼電器來轉(zhuǎn)接輸入信號,避免外部的強電感應(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立輸出。

(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(yīng)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。

3、晶閘管輸出:適應(yīng)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(shè)置適當(dāng)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。

(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(dāng)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(dāng)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(shè)備的連接

當(dāng)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。

對于大容量負載電路,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

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(dāng)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(shè)備(負載)接通工作,只要控制相對應(yīng)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(dāng)兩組負載不會同時工作時,可以通過外部轉(zhuǎn)換開關(guān)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。