6ES7532-5NB00-0AB0西門子PLC

    6ES7532-5NB00-0AB0西門子PLC

    SIMATIC S7-1500, 模擬量輸出模塊 AQ 2x U/I ST, 16 位分辨率 , 精度 0.3%. 2 條通道,每組 2 條, 診斷;替換值; 模塊支持 安全 斷開負(fù)載組 至 SIL2 根據(jù) ENIEC 62061:2021 和 Category 2 / PL c 根據(jù) EN ISO 13849-1:2015。 供貨范圍內(nèi)包含 直插式前連接器, 饋電元素,屏蔽支架 和屏蔽端子

    PLC的I/O接口線路設(shè)計(jì)和I/O連接方式

    在PLC控制系統(tǒng)中,絕大多數(shù)輸入/輸出都屬于開關(guān)量信號的范疇,PLC這些開關(guān)量信號的連接可以選擇多種方式,它取決于I/O模塊的具體型號。因此,在確定系統(tǒng)I/O模塊時(shí),不僅要考慮到I/O點(diǎn)的數(shù)量必須能夠滿足系統(tǒng)的要求,而且需要確定I/O模塊的具體連接方式。

    如何根據(jù)控制對象的基本要求與外部元件的性質(zhì),正確選擇I/O模塊、規(guī)劃I/O連接線路,是降低設(shè)計(jì)/制造成本,提高控制系統(tǒng)可靠性的重要內(nèi)容之一。

    下面將介紹PLC中常用的I/O連接方式、接口電路原則與I/O接口線路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

    (1)開關(guān)量輸入連接

    在PLC控制系統(tǒng)中,絕大多數(shù)輸入都屬于開關(guān)量輸入信號的范疇,如各種按鈕、行程開關(guān)、繼電器/接觸器接點(diǎn)、傳感器的檢測輸入等。這些輸入信號一般都可以直接與PLC的輸入接口進(jìn)行連接,經(jīng)過PLC內(nèi)部輸入接口電路的信號轉(zhuǎn)換變成PLC的輸入信號。PLC的輸入連接通常采用接線端子的形式與外部開關(guān)、傳感器進(jìn)行連接。

    為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力與工作可靠性,PLC輸入接口電路中通常都采用光電隔離的措施,對1次電路與2次電路進(jìn)行電"絕緣",同時(shí),在2次電路或1次電路中,還設(shè)計(jì)有RC濾波電路以干擾。因此,PLC對輸入信號的響應(yīng)一般有10ms左右的延時(shí)。

    PLC的輸入靈敏度與接口電路的設(shè)計(jì)與輸入限流電阻的選擇有關(guān),一般來說,光電耦合器件的1次側(cè)驅(qū)動電流在4.5ms以上。為了保輸入的可靠,當(dāng)PLC的輸入線路中串聯(lián)(或并聯(lián))有二管、電阻時(shí),需要保證信號ON時(shí)的電流在5~7mA:信號OFF時(shí),輸入漏電流在1.5mA以下。

    PLC輸入電路的形式多種多樣,各PLC生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品、同一生產(chǎn)廠家的不同型號PLC甚至是同型號PLC的不同模塊,在內(nèi)部具體電路的設(shè)計(jì)上可能都不盡相同,但基本工作原理與要求相同。

    從信號電壓類型,開關(guān)量輸入主要有直流輸入與交流輸入兩種形式,并以直流輸入為常用。從輸入信號的連接形式與信號電源提供方式,開管量輸入可以分為"匯點(diǎn)輸入"(亦稱"漏形輸入"或"負(fù)端共用輸入")、"源輸入"(也稱"源形輸入"或"正端共用輸入")以及"匯點(diǎn)/源通用輸入"3種類型。

    由于各PLC生產(chǎn)國家的標(biāo)準(zhǔn)與習(xí)慣的不同,一般來說,日本生產(chǎn)的PLC多用"匯點(diǎn)輸入"的形式;而歐洲各國生產(chǎn)的PLC習(xí)慣上采用“源輸入”的形式;SIEMENS S7系列PLC的部分輸入模塊則為匯點(diǎn)/源輸入通用模塊;3種形式對外部電路的設(shè)計(jì)要求不同,具體如下。

    ① 直流匯點(diǎn)輸入 所謂“匯點(diǎn)輸入”,是一種由PLC內(nèi)部提供輸入信號電源、全部輸入信號的一端匯總到輸入的公共連接端(COM)的輸入形式(見圖5-31)。匯點(diǎn)輸入的優(yōu)點(diǎn)是不需要外部提供輸入信號的電源,輸入電源由PLC內(nèi)部向外部"泄漏",因此被稱為"漏形輸入"。"匯點(diǎn)輸入"常見于日本的PLC,其實(shí)際接口電路從略。

    ②直流源輸入 所謂“源輸入”,是一種由外部提供輸入信號電源(或使用PLC內(nèi)部提供給輸入回路的電源),全部輸入信號為“有源”信號,并獨(dú)立輸入PLC的輸入連接形式(見圖5-32)。

    源輸入的PLC內(nèi)部接口電路原理簡圖如圖5-33所示。實(shí)際PLC接口電路,根據(jù)PLC生產(chǎn)廠家、輸入模塊型號的不同有所區(qū)別,一般還有輸入指示用LED(發(fā)光二管)、輸入信號濾波、輸入穩(wěn)壓等輔助電路(圖中未畫出)部分,電路設(shè)計(jì)也各不相同,詳情應(yīng)參見所使用的PLC的硬件說明書。

    由圖5-33可見,當(dāng)輸入接點(diǎn)K2閉合時(shí),外部DC24V與0V間,通過光電耦合器件、限流電阻、輸入觸點(diǎn)經(jīng)公共端COM構(gòu)成電流回路,光電耦合器件的輸出為"1",PLC內(nèi)部獲得“1”信號輸入。

    由圖5-32、圖5-33可見,無論是使用外部電源還是使用內(nèi)部電源,這種輸入方式的共同優(yōu)點(diǎn)是:當(dāng)輸入連接線與外部地(如設(shè)備外殼)短路或斷路時(shí),不可能有"1"信號的錯(cuò)誤輸入,防止了設(shè)備誤動作的可能性,此外,由于輸入回路使用的是外部電源,輸入故障對PLC的傷害較小。其缺點(diǎn)是輸入信號需要外部電源(PLC用于輸入的DC24V的容量通常較小,只能適用于I/O點(diǎn)較少的系統(tǒng)),在一定程度上增加了生產(chǎn)成本。

    源輸入常見于歐洲各國的PLC,其實(shí)際接口電路也從略

    ③匯點(diǎn)/源通用輸入 “匯點(diǎn)/源通用輸入”是一種可以根據(jù)外部要求連接“有源”輸入信號或"匯點(diǎn)"輸入信號的連接方式。SIEMENS S7系列采用的就是本方式。

    “匯點(diǎn)/源通用輸入”一般在PLC內(nèi)部需要采用雙向光電耦合器件,以適應(yīng)不同的連接要求。在SIEMENS S7中(以S7-200為例),其PLC輸入連接方法與PLC內(nèi)部接口電路原理簡圖如圖5-34所示。

    注意:由于匯點(diǎn)/源通用輸入常用于SIEMENS或歐洲生產(chǎn)的PLC產(chǎn)品中,在這些產(chǎn)品中其輸入地址一般以Ⅰ*.*表示,如輸入地址10.0相當(dāng)于日本產(chǎn)品的地址X00;Q1.7相當(dāng)于日本產(chǎn)品的Y17地址等。

    “匯點(diǎn)/源通用輸入”的工作原理與匯點(diǎn)輸入、源輸入相似,采用了雙向光耦器件,以適應(yīng)不同連接方式時(shí)電流方向改變的需要。對于直流輸入,在固定的連接方式下,光耦的兩只發(fā)光二管始終只有一個(gè)起作用。

    通用輸入線路的輸入限流電阻較大。此外,在光耦旁還并聯(lián)了一個(gè)470Ω的保護(hù)電阻,以防止光耦兩端的電壓過高或電流過大。

    同樣,實(shí)際PLC接口電路根據(jù)PLC生產(chǎn)廠家、輸入模塊型號的不同有所區(qū)別,一般還有輸入指示用LED(發(fā)光二管)、輸入信號濾波、輸入穩(wěn)壓等輔助電路(圖中未畫出)部分,電路設(shè)計(jì)也各不相同,詳情應(yīng)參見所使用的PLC的硬件說明書。

    ④帶有整流電路的交流輸入 帶有整流電路的交流輸入為PLC交流輸入的一般形式。當(dāng)PLC的輸入信號為交流時(shí),一般均采用“源輸入”的形式。從原理上說,帶有整流電路的交流輸入與直流"源輸入"的區(qū)別,僅僅是在輸入接口電路上增加了整流電路而已。

    交流"源輸入"的PLC內(nèi)部接口電路原理簡圖如圖5-35所示。同樣,在實(shí)際接口電路中,根據(jù)PLC輸入模塊的不同,一般還有輸入指示用LED(發(fā)光二管)、輸入信號濾波、輸入穩(wěn)壓等輔助電路(圖中未畫出)。

    在PLC采用交流輸入的場合,有時(shí)會由于輸入元件帶有RC回路或指示燈等原因,使得輸入漏電流過大,導(dǎo)致在無輸入信號時(shí),PLC的輸入仍然無法正常關(guān)斷的現(xiàn)象。對于此類情況,應(yīng)通過在PLC的輸入端并聯(lián)RC回路的方法,減小PLC輸入端的泄漏電流,使其在關(guān)斷電流以下(見圖5-36)。

    圖5-36中的并聯(lián)RC支路的參數(shù),取決于實(shí)際泄漏電流的情況,常用的推薦值為:

    C=0.1~0.47μF;

    R=47~120Ω(0.5W)。

    ⑤采用雙向光耦的交流輸入 在SIEMENS S7中(以S7-200為例),交流輸入常采用雙向光耦的輸入形式,其PLC輸入連接方法與PLC內(nèi)部接口電路原理簡圖參見圖5-37。

    采用雙向光耦的交流輸入形式中,光電耦合二管同時(shí)起到了“整流”的作用,兩只發(fā)光二管交替發(fā)光,同時(shí)工作。

    輸入端的R1、C1起限流作用,R2起到了電壓限制與分流的作用。R1、Cl、R2 的值與交流輸入電壓的大小有關(guān),在不同規(guī)格的輸入模塊中有所區(qū)別。

    同樣,在實(shí)際接口電路中,根據(jù)PLC輸入模塊的不同,一般還有輸入指示用LED(發(fā)光二管)、輸入信號濾波、輸入穩(wěn)壓等輔助電路(圖中未畫出)。




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