PLC與常用設(shè)備的連接

ID:75005 · 發(fā)表于 2015-3-22 00:21

PLC常見的輸入設(shè)備有按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、撥碼器、各種傳感器等，輸出設(shè)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(shè)備的連接
如圖6-4所示是與按鈕、行程開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)等主令電器類輸入設(shè)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(nèi)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(zhuǎn)編碼器是一種光電式旋轉(zhuǎn)測量裝置，它將被測的角位移直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號（高速脈沖信號）。因些可將旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出脈沖信號直接輸入給PLC，利用PLC的高速計數(shù)器對其脈沖信號進行計數(shù)，以獲得測量結(jié)果。不同型號的旋轉(zhuǎn)編碼器，其輸出脈沖的相數(shù)也不同，有的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出A、B、Z三相脈沖，有的只有A、B相兩相，最簡單的只有A相。
如圖6-7所示是輸出兩相脈沖的旋轉(zhuǎn)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(yīng)時間。有的旋轉(zhuǎn)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(guān)、光電開關(guān)等兩線式傳感器時，由于傳感器的漏電流較大，可能出現(xiàn)錯誤的輸入信號而導(dǎo)致PLC的誤動作，此時可在PLC輸入端并聯(lián)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(jù)輸入點不同有差異。
　　４.　如果PLC控制系統(tǒng)中的某些數(shù)據(jù)需要經(jīng)常修改，可使用多位撥碼開關(guān)與PLC連接，在PLC外部進行數(shù)據(jù)設(shè)定。如圖6-5所示為一位撥碼開關(guān)的示意圖，一位撥碼開關(guān)能輸入一位十進制數(shù)的0～9，或一位十六進制數(shù)的0～F。

圖6-5 一位撥碼開關(guān)的示意圖

如圖6-6所示4位撥碼開關(guān)組裝在一起，把各位撥碼開關(guān)的COM端連在一起，接在PLC輸入側(cè)的COM端子上。每位撥碼開關(guān)的4條數(shù)據(jù)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(guān)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(shè)備連接時，不同組（不同公共端）的輸出點，其對應(yīng)輸出設(shè)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(yīng)該相同。要根據(jù)輸出設(shè)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(shè)備的連接方法。圖中接法是輸出設(shè)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(shè)備的連接，其它輸出點的連接方法相似。

６.　PLC的輸出端經(jīng)常連接的是感性輸出設(shè)備（感性負載），為了抑制感性電路斷開時產(chǎn)生的電壓使PLC內(nèi)部輸出元件造成損壞。因此當PLC與感性輸出設(shè)備連接時，如果是直流感性負載，應(yīng)在其兩端并聯(lián)續(xù)流二極管；如果是交流感性負載，應(yīng)在其兩端并聯(lián)阻容吸收電路。如圖6-10所示。

圖中，續(xù)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(yīng)大于電源的峰值電壓。接線時要注意續(xù)流二極管的極性。
７.　PLC可直接用開關(guān)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(qū)動功能的芯片CD4513驅(qū)動共陰極LED七段顯示器，兩只CD4513的數(shù)據(jù)輸入端A～D共用PLC的4個輸出瑞，其中A為最低位，D為最高位。LE是鎖存使能輸入端，在LE信號的上升沿將數(shù)據(jù)輸入端輸入的BCD數(shù)鎖存在片內(nèi)的寄存器中，并將該數(shù)譯碼后顯示出來。如果輸入的不是十進制數(shù)，顯示器熄滅。LE為高電平時，顯示的數(shù)不受數(shù)據(jù)輸入信號的影響。顯然，N個顯示器占用的輸出點數(shù)為P=4＋N。

如果PLC使用繼電器輸出模塊，應(yīng)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(tài)變化時，其觸點可能抖動，因此應(yīng)先送數(shù)據(jù)輸出信號，待該信號穩(wěn)定后，再用LE信號的上升沿將數(shù)據(jù)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(jié)點形式共分為以下三種：
1、無源節(jié)點輸入，即：開關(guān)節(jié)點輸入。
2、NPN和PNP節(jié)點輸入
3、二極管輸入
下面，就這三種節(jié)點輸入的形式及接線方式簡單說明一下。
1、無源節(jié)點輸入（開關(guān)量輸入）
此種節(jié)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(guān)節(jié)點引入的應(yīng)該是負極，如為共陰極，則經(jīng)過開關(guān)節(jié)點引入的應(yīng)該是正極。如下圖所示（括號內(nèi)為共陽極時）：

２、NPN和PNP節(jié)點輸入
一些傳感器或接近開關(guān)的輸出節(jié)點是NPN或PNP節(jié)點形式。這時，做為PLC的輸入是選NPN還是PNP節(jié)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(guān)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(jié)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(nèi)部的電路原理就行了，即：采用PNP還是NPN節(jié)點，都必須保證PLC輸入電路內(nèi)部的光電耦合部分的發(fā)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(nèi)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(jié)點輸入方式了。
3、串二極管輸入
有時，需要在PLC的輸入節(jié)點中串入一個發(fā)光二極管來為指示。如下圖所示：

此時，一般PLC都會規(guī)定串入二極管的允許電壓降及允許串入的二極管的個數(shù)。比如，上圖所示的FX系列的PLC規(guī)定，發(fā)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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