PLC输入端口和输出端口工作原理.docx

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1、PLC输入端口和输出端口工作原理输入输出接口是plc和工业控制现场各类信号连接的部 分。输入口用来承受生产过程的各种参数。输出口用来送出 可编程控制器运算后得出的控制信息，并通过机外的执行机 构完成工业现场各类控制。由于可编程控制器在工业生产现 场工作，对输入输出接口有两个主要的要求，一是接口有良 好的抗干扰能力，二是接口能满足工业现场各类信号的匹配 要求。1 .输入端口可编程控制器为不同的接口需求设计了不同的接口单 元。主要有以下几种。（1 ）数字量输入接口它的作用是把现场的数字（开关）量信号变成可编程控 制器内部处理的标准信号。数字（开关）量输入接口按可接 纳的外部信号电源的类型不同分为直

2、流输入接口单元和交 流输入接口单元。如图1、图2、图3所示。图1直流输入接口单元电路图2交/直流输入接口单元电路图3交流输入电路从图中可以看出，数字量（开关）输入接口单元中都有 滤波电路及耦合隔离电路。滤波有抗干扰的作用，耦合有抗 干扰及产生标准信号的作用。图中数字量（开关）输入接口 单元的电源局部都画在了输入口外（虚线框外），这是分体 式数字量（开关）输入接口单元的画法，在一般单元式可编 程控制器中输入接口单元都使用可编程本机的直流电源供 电，不再需要外接电源。（2 ）模拟量输入接口它的作用是把现场连续变化的模拟量标准信号转换成 适合可编程序控制器内部处理的由假设干位二进制数字表示 的信号。

3、模拟量输入接口承受标准模拟信号，无论是电压信 号还是电流信号均可。这里标准信号是指符合国际标准的通 用交互用电压电流信号值，如420mA的直流电流信号, 110V的直流电压信号等。工业现场中模拟量信号的变 化范围一般是不标准的，在送入模拟量接口时一般都需经变 送处理才能使用。图4是模拟量输入接口的内部电路框图。图4模拟量输入电路框图模拟量信号输入后一般经运算放大器放大后开展A/D 转换，再经光电耦合后为可编程控制器提供一定位数的数字 量信号。2 .输出端口（1）数字（开关）量输出接口它的作用是把可编程内部的标准信号转换成现场执行 机构所需的数字（开关）量信号。数字（开关）量输出接口 按可编程控

4、制器机内使用的器件可分为继电器型、晶体管型 及可控硅型。内部参考电路图见图5所示。图5数字（开关）量输出电路从图中可以看出，图5 （ a ）为继电器型、图5（b） 为晶体管型、图5 ( c )为可控硅型。各类输出接口中 也都具有隔离耦合电路。这里特别要指出的是，输出接口本 身都不带电源，而且在考虑外驱动电源时，还需考虑到输出 设备器件的类型。继电器式的输出接口可用于交流及直流两 种驱动电源，但接通断开的频率低，晶体管式的输出接口有 较高的接通断开频率，但只适用于直流驱动的场合，可控硅 型的输出接口仅适用于交流驱动场合。(2 )模拟量输出接口它的作用是将可编程控制器运算处理后的假设干位数字 量信

5、号转换为响应的模拟量信号输出，以满足生产过程现场 连续控制信号的需求。模拟量输出接口一般由光电隔离、 D/A转换和信号驱动等环节组成。其原理框图见图2-7 o图2-7模拟量输出电路框图模拟量输入输出接口一般安装在专门的模拟量工作单 元上。3 .智能输入输出接口为了适应较复杂的控制工作的需要，可编程控制器还有 一些智能控制单元。如PID工作单元、高速计数器工作单 元、温度控制单元等。这类单元大多是独立的工作单元。它 们和普通输入输出接口的区别在于其一般带有单独的CPU , 有专门的处理能力。在具体的工作中，每个扫描周期智能单 元和主机的CPU交换一次信息，共同完成控制任务。从近 期的开展来看，不少新型的可编程控制器本身也带有PID 功能及高速计数器接口，但它们的功能一般比专用智能输入 输出单元的功能稍弱。