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输入/输出(I/O)模块PLC的控制对象

2016-11-25 技术知识
输入/输出(I/O)模块PLC的控制对象是工业生产过程,实际生产过程中的信号电平是多种多样的,外部执行机构所需的电平也是各不相同的,而PLC的CPU所处理的信号只能是标准电平,这样就需要有相应的I/O模块作为CPU与工业生产现场的桥梁,进行信号电平的转换。目前,生产厂家已开发出各种型号的输入/输出模块供用户选择;且这些模块在设计时采取了光电隔离、滤波等抗干扰措施,提高了PLC的可靠性。对各种型号的输入/输出模块,我们可以把它们以不同形式进行归类,按照信号的种类归类有直流信号输入/输出及交流信号的输入/输出;按照信号的输入/输出形式分有数字量输入/输出,开关量输入/输出及模拟量输入/输出。下面通过介绍开关量输入/输出模块来说明I/O模块与CPU的连接方式。(1)开关量输入模块开关量输入设备是各种开关、按钮、传感器等,PLC的输入类型通常可以是直流、交流和交直流。输入电路的电源可由外部供给,有的也可由PLC内部提供。图1-4和图1-5所示分别为PLC的直流和交流输入接口电路的电路图,采用的是外接电源。图1-4描述了一个输入点的接口电路,其输入电路的一次电路与二次电路用光耦合器相连。当行程开关闭合时,输入电路和一次电路接通,上面的发光管用于对外显示;同时光耦合器中的发光管使三极管导通,信号进入内部电路;此输入点对应的位由0变为1。即输入映像寄存器的对应位由0变为1。

图1-5所示为交流开关量输入模块原理图,与上述的直流开关量模块原理基本相同,在此不再赘述。

(2)开关量输出模块输出模块的作用是将CPU执行用户程序所输出的TTL电平的控制信号转化为生产现场所需的,能驱动特定设备的信号,以驱动执行机构的动作。开关量输出模块通常有三种形式,即继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出。继电器输出可接直流或交流负载,晶体管输出属直流输出,只能接直流负载。
当开关量输出的频率低于1000Hz时,一般选用继电器输出模块。当开关量输出的频率大于1000Hz时,一般选用晶体管输出。而双向晶闸管输出属交流输出。下面我们着重介绍继电器输出模块的工作过程,其原理图如图1-6所示。输出信号经I/O总线由输出锁存器输出,驱动继电器线圈,从而使继电器触点吸合,驱动外部负载工作。从上面的分析可知,对于继电器输出型,CPU输出时接通或者断开继电器的线圈,继电器的触点闭合或者断开,从而控制外电路的通断。