您好, 歡迎來到化工儀器網
PLC與常用設備的連接
PLC與常用設備的連接
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。
1. PLC與主令電器類設備的連接PLC與常用設備的連接
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。
1. PLC與主令電器類設備的連接
如圖6-4所示是與按鈕、行程開關、轉換開關等主令電器類輸入設備的接線示意圖。圖中的PLC為直流匯點式輸入，即所有輸入點共用一個公共端COM，同時COM端內帶有DC24V電源。若是分組式輸入，也可參照圖6-4的方法進行分組連接
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（高速脈沖信號）。因些可將旋轉編碼器的輸出脈沖信號直接輸入給PLC，利用PLC的高速計數器對其脈沖信號進行計數，以獲得測量結果。不同型號的旋轉編碼器，其輸出脈沖的相數也不同，有的旋轉編碼器輸出A、B、Z三相脈沖，有的只有A、B相兩相，簡單的只有A相。
如圖6-7所示是輸出兩相脈沖的旋轉編碼器與FX系列PLC的連接示意圖。編碼器有4條引線，其中2條是脈沖輸出線，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兩相脈沖輸出線直接與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。當采用接近開關、光電開關等兩線式傳感器時，由于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輸入端并聯旁路電阻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為傳感器的漏電流（mA），UOFF為PLC輸入電壓低電平的上限值（V），RC為PLC的輸入阻抗（KΩ），RC的值根據輸入點不同有差異。
４. 如果PLC控制系統中的某些數據需要經常修改，可使用多位撥碼開關與PLC連接，在PLC外部進行數據設定。如圖6-5所示為一位撥碼開關的示意圖，一位撥碼開關能輸入一位十進制數的0～9，或一位十六進制數的0～F。
圖6-5 一位撥碼開關的示意圖
如圖6-6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，使用撥碼開關要占用許多PLC 輸入點，所以不是十分必要的場合，一般不要采用這種方法。
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6-9所示以FX2N為例說明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。
６. PLC的輸出端經常連接的是感性輸出設備（感性負載），為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，應在其兩端并聯續流二極管；如果是交流感性負載，應在其兩端并聯阻容吸收電路。如圖6-10所示。
圖中，續流二極管可選用額定電流為1A、額定電壓大于電源電壓的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于電源的峰值電壓。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6-11所示電路中，采用具有鎖存、譯碼、驅動功能的芯片CD4513驅動共陰極LED七段顯示器，兩只CD4513的數據輸入端A～D共用PLC的4個輸出瑞，其中A為低位，D為最高位。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，并將該數譯碼后顯示出來。如果輸入的不是十進制數，顯示器熄滅。LE為高電平時，顯示的數不受數據輸入信號的影響。顯然，N個顯示器占用的輸出點數為P=4＋N。
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，待該信號穩定后，再用LE信號的上升沿將數據鎖存進CD4513。
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為以下三種：
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。如為共陽極，則通過開關節點引入的應該是負極，如為共陰極，則經過開關節點引入的應該是正極。如下圖所示（括號內為共陽極時）：
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，做為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，對于此線路，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，其輸出為正極（黑線④處）。此時，就要求PLC的公共端（COM）接負極。因此，對于此線路，當PLC的公共端接負極時，PLC的輸入就只能用PNP的形式。
PLC的輸入節點到底是采用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：采用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為例，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；而對于三菱FX系列的PLC，因光電耦合的公共端是固定采用共陽極的，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為指示。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為4V，最多允許中時串入2個。
PNP與NPN型傳感器其實就是利用三極管的飽和和截止，輸出兩種狀態，屬于開關型傳感器。但輸出信號是截然相反的，即高電平和低電平。PNP輸出是低電平0，NPN輸出的是高電平1。
PNP與NPN型傳感器（開關型）分為六類：
1、NPN-NO（常開型）
2、NPN-NC（常閉型）
3、NPN-NC+NO（常開、常閉共有型）
4、PNP-NO（常開型）
5、PNP-NC（常閉型）
6、PNP-NC+NO（常開、常閉共有型）
PNP與NPN型傳感器一般有三條引出線，即電源線VCC、0V線，OUT信號輸出線。
1、NPN類
NPN是指當有信號觸發時，信號輸出線OUT和電源線VCC連接，相當于輸出高電平的電源線。
對于NPN-NO型，在沒有信號觸發時，輸出線是懸空的，就是VCC電源線和out線斷開。有信號觸發時，發出與VCC電源線相同的電壓，也就是out線和電源線VCC連接，輸出高電平VCC。
對于NPN-NC型，在沒有信號觸發時，發出與VCC電源線相同的電壓，也就是out線和電源線VCC連接，輸出高電平VCC。當有信號觸發后，輸出線是懸空的，就是VCC電源線和out線斷開。
對于NPN-NC+NO型，其實就是多出一個輸出線OUT，根據需要取舍。
2、PNP類
PNP是指當有信號觸發時，信號輸出線OUT和0V線連接，相當于輸出低電平0V。
對于PNP-NO型，在沒有信號觸發時，輸出線是懸空的，就是0V線和OUT線斷開。有信號觸發時，發出與0V相同的電壓，也就是OUT線和0V線連接，輸出輸出低電平0V。
對于PNP-NC型，在沒有信號觸發時，發出與0V線相同的電壓，也就是OUT線和0V線連接，輸出低電平0V。當有信號觸發后，輸出線是懸空的，就是0V線和OUT線斷開。
對于PNP-NC+NO型，和NPN-NC+NO型類似，多出一個輸出線OUT，及兩條信號反相的輸出線，根據需要取舍。
我們一般常用的是NPN型，即高電平有效狀態。PNP很少使用。
NPN還是PNP的輸出信號是高電平還是低電平,也沒必須硬記NPN是接共陽極的PLC還是共陰極的PLC.我們知道,PLC的輸入是發光二極管隔離,PLC共陽極,就是把所有發光二極管的陽極接在一起,此時,要想PLC有輸入(即讓發光二極管亮),PLC的輸入端(即發光二極的陰極)必須是一個低電平才對.PLC共陰極時也一樣.大家千萬不要死記硬背一些所謂的法則.要根據具體情況具體分。
不同形式的直流輸入信號如何與PLC連接
在可編程程序控制器控制系統中遇到的的直流有源輸入信號，一般都是5V、12V、24V、48V等。而目前的PLC輸入模塊輸入點的響應電壓范圍是3~120V之間，因此，這類信號不必做轉換處理，直接和PLC輸入模塊輸入點連接，但和其他無源開關量信號以及其他來源得直流電壓信號混合接入PLC輸入點時一定注意