发电机PLC输入/输出接口接线方法

输入/输出接口

发电机PLC输入/输出接口起着PLC与外围设备之间传递信息的作用。

（一）输入接口.

PLC通过输入接口把工业设备或生产过程的状态或信息输入主机，通过用户程序的运算和操作，将结果经输出接口输出给执行机构。一般情况下，现场的输入信号可以是按钮开关、行程开关、接触器的触点以及其他一些传感器输出的开关量或模拟量（要通过数/模转换后才能输入PLC内）。输入接口一般由光电耦合电路和微电脑输入接口电路组成。

光电耦合输入接口电路的核心是光电耦合器件，应用最多的是由发光二极管和光电晶体管构成的光电耦合器。将光电耦合电路与现场输入信号连接，可有效防止现场的强电干扰进入到PLC中。由于信号依靠光耦合，在电气上完全隔离，所以传输后的信号不会反馈到输入端，不会产生地线干扰和其他窜扰。考虑到发光二极管的正向电阻较小（一般为100Ω～1kΩ），所以其输入阻抗较低，而外界干扰信号的内阻远远大于发光二极管的正向电阻，根据分压原理可知，干扰源能够分配（馈送）给PLC输入端的干扰噪声很小。由发光二极管的原理，只有在发光二极管中通过一定量的电流时它才会发光，尽管干扰源能产生较大的电压，但其内阻很大，能量并不大，只能产生很弱的电流，所以干扰信号受到抑制。

按照输入端电源类型的不同，开关量输入单元可分为直流输入单元和交流输入单元。

1．直流输入单元

一个输入点的直流输入电路如图1所示。各个直流输入点对应的输入电路都一样，共同构成直流输入单元。框外左侧为外部用户接线。图1中，T为光电耦合器，发光二极管与光电晶体管封装在管壳中。当二极管中有电流时它便发光，此时光电晶体管导通。R1为限流电阻，R2和C构成滤波电路，滤除输入信号中的高频干扰。LED显示该输入点的状态。

当S闭合时，光电耦合器导通，LED点亮，表示输入开关S处于接通状态，此时A点为高电平，该电平经滤波器送到内部电路中。当S断开时，光电耦合器不导通，LED不亮，表示输入开关S处于断开状态，此时A点为低电平，该电平经滤波器送到内部电路中。

有的PLC内部提供24V的直流电源，这时直流输入单元无需外接电源，用户只需将开关接在输入端子和公共端子之间即可，这就是无源式直流输入单元。无源式直流输入单元简化了输入端接线，方便了用户。

2．交流输入单元

一个输入点的交流输入电路如图2所示。各个交流输入点所对应的输入电路都一样，共同构成交流输入单元。虚线框内是PLC内部的输入电路，框外左侧为外部用户接线。

图2中，电容C为隔直电容，R1和R2构成分压电路。这里光电耦合器中是两个反向并联的发光二极管，任意一个二极管发光都可以使光电晶体管导通。所以该电路可以接收外部的交流输入电压，其工作原理与直流输入电路基本相同。

（二）输出接口

PLC的输出信号是通过输出接口传送的，这些信号控制现场的执行部件完成相应的动作。常见的现场执行部件有电磁阀、接触器、继电器、信号灯、功率不大的电动机等。现场输入接口电路由接口电路和功率驱动电路组成。

按输出电路所用开关器件的不同，PLC的开关量输出单元可分为晶体管输出单元、晶闸管输出单元和继电器输出单元。

1．晶体管输出

晶体管输出单元的电路如图3所示。虚线框内是PLC内部的输出电路，框外右侧为外部用户接线。图中只画了对应一个输出点的输出电路，各个输出点所对应的输出电路均相同。

图3中，T₁是光电耦合器，LED指示输出点的状态，T₂为输出晶体管，VD为保护二极管，FU为熔断器，防止负载短路时损坏PLC。

当对应输出点有输出信号时，通过内部电路使光电耦合器T₁导通，从而使晶体管T₂饱和导通，因此负载得电，同时使LED点亮，表示该输出点状态为1。当对应输出点没有输出信号时，光电耦合器T₁不导通，使晶体管T₂截止，负载失电，此时LED不亮，表示该输出状态为0。

晶体管为无触点开关，所以晶体管输出单元使用寿命长，响应速度快。

2．双向晶闸管输出

在双向晶闸管输出单元中，输出电路采用的开关器件是光控双向晶闸管，电路如图4所示。

T是光控双向晶闸管（两个晶闸管反向并联），LED为输出点状态指示，R₂、C构成阻容吸收保护电路，FU为熔断器。

当对应于T的内部继电器的状态为1时，发光二极管导通发光，不论外接电源极性如何，都能使双向晶闸管导通，负载得电，同时输出指示灯LED点亮，表示该输出点接通。当对应于T的内部继电器的状态为0时，T关断，负载失电，指示灯LED灭。

双向晶闸管输出型PLC的负载电源，可以根据负载的需要选用直流或交流。

3．继电器输出

继电器输出单元电路如图5所示。虚线框内是PLC内部的输出电路，框外右侧为外部用户接线，LED是输出点状态显示器，KA为一小型直流继电器。

当对应于KA的内部继电器的状态为1时，KA得电吸合，其动合触点闭合，负载得电，指示灯LED点亮，表示该输出点接通。当对应于KA的内部继电器的状态为0时，KA失电，其动合触点断开，负载失电，指示灯LED灭，表示该输出点断开。

继电器输出型PLC的负载电源可以根据需要选用直流或交流。继电器触点电气寿命一般为10万～30万次，因此在需要输出点频繁通断的场合（如高频脉冲输出），应选用晶体管或晶闸管输出型的PLC。继电器从线圈得电到触点动作存在延长时间，这是造成输出滞后于输入的原因之一。

在PLC的三种输出方式中，目前以继电器方式输出较多。继电器方式输出接触电阻小，但其响应速度慢，一般为ms级，常用于低速大功率负载。晶闸管方式输出负载电流比较大，耐压也可以较高，响应速度较快，一般为μs级，常用于高速大功率负载。晶体管方式输出响应速度快，一般为ns级，并且输出可调节，寿命长，常用于高速小功率负载。