西門子模塊6ES7312-1AE14-0AB0

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。

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一般認為輸入點數是按系統輸入信號的數量來確定的。但在實際應用中，通過以下措施可達到節省PLC輸入點數的目的，下面以FX1N系列PLC來介紹。

（1）分組輸入  如圖1所示，系統有“手動"和“自動"兩種工作方式。用X000來識別使用“自動"還是“手動"操作信號，“手動"時的輸入信號為SB0～SB3，“自動"時的輸入信號為S0～S3，如果按正常的設計思路，那么需要X000～X007一共8個輸入點，若按圖1的方法來設計，則只需X001～X004一共4個輸入點。圖中的二極管用來切斷寄生電路。如果圖中沒有二極管，系統處于自動狀態，SB0、SB1、S0閉合S1斷開，這時電流從COM端子流出，經SB0、SB1、S0形成寄生回路流入X000端子，使輸入位X002錯誤地變為ON。各開關串聯了二極管后，切斷了寄生回路，避免了錯誤的產生。但使用該方法應考慮輸入信號強弱。

圖1  分組輸入

（2）矩陣輸入  如圖2所示為4×4矩陣輸入電路，它使用PLC的四個輸入點（X000～X003）和四個輸出點（Y000～Y003）來實現16個輸入點的功能，特別適合PLC輸出點多而輸入點不夠的場合。當Y000導通時，X000～X003接受的是Q1～Q4送來的輸入信號；當Y001導通時，X000～X003接受的是Q5～Q8送來的輸入信號；當Y002導通時，X000～X003接受的是Q9～Q12送來的輸入信號；當Y003 導通時，X000～X003接受的是Q13～Q16送來的輸入信號。將Y000的常開點與X000～X003串聯即為輸入信號Q1～Q4；將Y1的常開點與X000～X003串聯即為輸入信號Q5～Q8；將Y002的常開點與X000～X003串聯即為輸入信號Q9～Q12；將Y003的常開點與X000～X003串聯即為輸入信號Q13～Q16。

圖2  矩陣輸入

使用時應注意的是除按圖2進行接線外，還必須有對應的軟件來配合，以實現Y000～Y003輪流導通；同時還要保證輸入信號的寬度應大于Y000～Y003輪流導通一遍的時間，否則可能丟失輸入信號。該方法的缺點是使輸入信號的采樣頻率降低為原來的三分之一，而且輸出點Y000～Y003不能再使用。

（3）組合輸入  對于不會同時接通的輸入信號，可采用組合編碼的方式輸入。如圖3所示，三個輸入信號SB0～SB2只占用兩個輸入點，M0～M2圖3  組合輸入

分別代表SB0～SB2。

（4）輸入設備多功能化  在傳統的繼電控制系統中，一個主令（按鈕、開關等）只產生一種功能的信號。在PLC控制系統中，一個輸入設備在不同的條件下可產生不同的信號，如一個按鈕既可用來產生啟動信號，又可用來產生停止信號。如圖4所示，只用一個按鈕通過X000去控制Y000的“通"與“斷"。即第一次接通X000時Y000“通"再次接通X000時Y000“斷"。

圖4  用一個按鈕控制的啟動、保持、停止電路

（5）輸入觸點的合并  將某些功能相同的開關量輸入設備合并輸入（常閉觸點串聯輸入、常開觸點并聯輸入）。一些保護電路和報警電路常常采用此法。

如果外部某些輸入信號總是以某種“與或非"組合的整體形式出現在梯形圖中，可以將它們對應的某些觸點在可編程序控制器外部串并聯后作為一個整體輸入可編程序控制器，只占可編程序控制器的一個輸入點。

例如某負載可在多處啟動和停止，可以將多個啟動信號并聯，將多個停止信號串聯，分別送給可編程序控制器的兩個輸入點，如圖5所示。與每一個啟動信號和停止信號占用一個輸入點的方法相比，不僅節約了輸入點，還簡化了梯形圖電路。

圖5  輸入觸點的合并

（6）某些輸入信號不進入PLC  系統中有些信號功能簡單、涉及面窄，如圖6中的手動按鈕、過載保護的熱繼電器觸點等，有時就沒有必要作為PLC的輸入，將它們設計在PLC外圍的硬件電路中同樣可以滿足控制要求。如果外部硬件電路過于復雜，則應考慮仍將有關信號送入可編程序控制器，

圖6  輸入信號設在PLC外部用梯形圖來實現連鎖。

（7）利用RUN口  大多PLC有RUN口，而且只有該口接通（RUN到COM之間用導線短接）時，PLC才能運行，因此，可將某些輸入信號送入RUN口。在進行電梯控制系統的設計時，曾將電梯牽引電動機進行過載保護的熱繼電器常閉觸點、安全窗開關的常開觸點、安全鉗開關的常開觸點、上下限位開關的常閉觸點等串入到RUN口到COM之間的連線上。當出現牽引電動機過載、安全窗被打開、安全鉗動作及沖頂和沉底等故障情況時，RUN口被切斷，PLC停止運行，既保證了電梯和乘客的安全，又可以督促維修人員進行維修。這樣做有以下兩點好處，一是牽引電動機過載、安全窗被打開等故障信號不送到PLC內，也就不占用PLC的輸入口；二是不通過軟件實現保護，可以簡化控制程序