PLC與常用設備的連接 |
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PLC常見的輸入設備有按鈕、行程開關、接近開關、轉換開關、撥碼器、各種傳感器等，輸出設備有繼電器、接觸器、電磁閥等。正確地連接輸入和輸出電路，是保證PLC安全可靠工作的前提。
２. 旋轉編碼器是一種光電式旋轉測量裝置，它將被測的角位移直接轉換成數字信號（高速脈衝信號）。因些可將旋轉編碼器的輸出脈衝信號直接輸入給PLC，利用PLC的高速計數器對其脈衝信號進行計數，以獲得測量結果。不同型號的旋轉編碼器，其輸出脈衝的相數也不同，有的旋轉編碼器輸出A、B、Z三相脈衝，有的只有A、B相兩相，最簡單的只有A相。
如圖6-7所示是輸出兩相脈衝的旋轉編碼器與FX系列PLC的連接示意圖。編碼器有4條引線，其中2條是脈衝輸出線，1條是COM端線，1條是電源線。編碼器的電源可以是外接電源，也可直接使用PLC的DC24V電源。電源“-”端要與編碼器的COM端連接，“+ ”與編碼器的電源端連接。編碼器的COM端與PLC輸入COM端連接，A、B兩相脈衝輸出線直接與PLC的輸入端連接，連接時要注意PLC輸入的響應時間。有的旋轉編碼器還有一條屏蔽線，使用時要將屏蔽線接地。 ３. 傳感器的種類很多，其輸出方式也各不相同。當採用接近開關、光電開關等兩線式傳感器時，由於傳感器的漏電流較大，可能出現錯誤的輸入信號而導致PLC的誤動作，此時可在PLC輸入端並聯旁路電阻Ｒ，如圖6-8所示。當漏電流不足lmA時可以不考慮其影響。
式中：I爲傳感器的漏電流（mA），UOFF爲PLC輸入電壓低電平的上限值（V），RC爲PLC的輸入阻抗（KΩ），RC的值根據輸入點不同有差異。 |
圖4 一位撥碼開關的示意圖
如圖5所示4位撥碼開關組裝在一起，把各位撥碼開關的COM端連在一起，接在PLC輸入側的COM端子上。每位撥碼開關的4條數據線按一定順序接在 PLC的4個輸入點上。由圖可見，使用撥碼開關要佔用許多PLC 輸入點，所以不是十分必要的場合，一般不要採用這種方法。
圖5 4位撥碼開關與PLC的連接
５. PLC與輸出設備連接時，不同組（不同公共端）的輸出點，其對應輸出設備（負載）的電壓類型、等級可以不同，但同組（相同公共端）的輸出點，其電壓類型 和等級應該相同。要根據輸出設備電壓的類型和等級來決定是否分組連接。如圖6所示以FX2N爲例說明PLC與輸出設備的連接方法。圖中接法是輸出設備 具有相同電源的情況，所以各組的公共端連在一起，否則要分組連接。圖中只畫出Y0-Y7輸出點與輸出設備的連接，其它輸出點的連接方法相似。
圖6 PLC與輸出設備的連接
６. PLC的輸出端經常連接的是感性輸出設備（感性負載），爲了抑制感性電路斷開時產生的電壓使PLC內部輸出元件造成損壞。因此當PLC與感性輸出設備連 接時，如果是直流感性負載，應在其兩端並聯續流二極管；如果是交流感性負載，應在其兩端並聯阻容吸收電路。如圖7所示。
圖7 PLC與感性輸出設備的連接
圖中，續流二極管可選用額定電流爲1A、額定電壓大於電源電壓的3倍；電阻值可取50~120Ω，電容值可取0.1~0.47μF，電容的額定電壓應大於電源的峯值電壓。接線時要注意續流二極管的極性。
７. PLC可直接用開關量輸出與七段LED顯示器的連接，但如果PLC控制的是多位LED七段顯示器，所需的輸出點是很多的。
如圖8所示電路中，採用具有鎖存、譯碼、驅動功能的芯片CD4513驅動共陰極LED七段顯示器，兩隻CD4513的數據輸入端A～D共用PLC的4 個輸出瑞，其中A爲最低位，D爲最高位。LE是鎖存使能輸入端，在LE信號的上升沿將數據輸入端輸入的BCD數鎖存在片內的寄存器中，並將該數譯碼後顯示 出來。如果輸入的不是十進制數，顯示器熄滅。LE爲高電平時，顯示的數不受數據輸入信號的影響。顯然，N個顯示器佔用的輸出點數爲P=4＋N。
圖8 PLC與兩位七LED顯示器的連接
如果PLC使用繼電器輸出模塊，應在與CD4513相連的PLC各輸出端接一下拉電阻，以避免在輸出繼電器的觸點斷開時CD4513的輸入端懸空。PLC輸出繼電器的狀態變化時，其觸點可能抖動，因此應先送數據輸出信號，待該信號穩定後，再用。
二、PLC輸入點的形式和接法
一、PLC輸入的內部線路
PLC輸入的內部電路一般採用光電耦合電路，如下圖所示（共陰極）。這樣做，是爲了把外部電路和PLC內部電路隔離開來，從而避免PLC內部電路受到來自於外部電路的干擾。此圖只示出了PLC的一個輸入，其它輸入一樣，並且所有輸入的公共端（COM）可以連接在一起，也可以分爲幾組連接在一起共用。
值得說明的是，公共端可以是發光二極管的陽極連接一起，也可以是陰極連接一起，根據發光二極管COM端連接的不同，可以分爲“共陽極”和“共陰極”。例如：三菱FX系列PLC輸入電路就採用的是“共陽極”接法，而西門子或臺達PLC的COM端是懸空的，可以由用戶來根據實際需要或習慣來採用是“共陽極”還是“共陰極”。
從圖中可以看出，要想讓PLC的某個輸入端有輸入，光電耦合的發光二極管兩端必須形成迴路，即：COM端接“＋”時，輸入必須引入“－”電平（共陽極）；COM端接“－”時，輸入端必須引入“＋”電平（共陰極）。
二、PLC輸入外部電路的形式
PLC輸入外部電路的外部節點形式共分爲以下三種：
1、無源節點輸入，即：開關節點輸入。
2、NPN和PNP節點輸入
3、二極管輸入
下面，就這三種節點輸入的形式及接線方式簡單說明一下。
1、無源節點輸入（開關量輸入）
此種節點形式是PLC輸入用的最多的一種形式。使用此種形式時，只要注意PLC的輸入公共端是共陽極還是共陰極就行了。如爲共陽極，則通過開關節點引入的應該是負極，如爲共陰極，則經過開關節點引入的應該是正極。如下圖所示（括號內爲共陽極時）：
2、NPN和PNP節點輸入
一些傳感器或接近開關的輸出節點是NPN或PNP節點形式。這時，做爲PLC的輸入是選NPN還是PNP節點，一方面要看要看PLC的接線形式而定，另外還要看傳感器或接近開關的接線形式。下面舉例來說明：
如下圖所示，傳感器的輸出是NPN形式的。從圖中負載接線可知，傳感器動作時，輸出0V（黑線④處）。這就要求，PLC的公共端（COM）是正極。因此，對於此線路，當PLC的公共端接（CON）正極時，PLC的輸入就只能用NPN形式。
下圖正好相反，當傳感器動作時，其輸出爲正極（黑線④處）。此時，就要求PLC的公共端（COM）接負極。因此，對於此線路，當PLC的公共端接負極時，PLC的輸入就只能用PNP的形式。
PLC的輸入節點到底是採用PNP還是NPN的形式，其實大不可必死記。只要明白PLC輸入內部的電路原理就行了，即：採用PNP還是NPN節點，都必須保證PLC輸入電路內部的光電耦合部分的發光二極管得電。
以上兩例是以西門子PLC爲例，西門子PLC輸入內部線路的光電耦合的公共端可以是共陰極或共陽極，因此，在考慮使用NPN或PNP輸入時，可以改變公共端（COM）的正極或負極來分別使用；而對於三菱FX系列的PLC，因光電耦合的公共端是固定採用共陽極的，因此公共端只能接正極，輸入也就只能使用NPN節點輸入方式了。
3、串二極管輸入
有時，需要在PLC的輸入節點中串入一個發光二極管來爲指示。如下圖所示：
此時，一般PLC都會規定串入二極管的允許電壓降及允許串入的二極管的個數。比如，上圖所示的FX系列的PLC規定，發光二極管允許電壓降爲4V，最多允許中時串入2個。
