（七臺河）西門子PLC代理商

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?PLC電源的種類及組成形式很多。對于模塊化的 PLC，有的具備獨立的電源模塊有的則將電源并入CPU 模塊中；而對于整體式PLC，電源也集成在箱體中。電源分為交流電源和直流電源,其中交流電源通常輸出交流220V或110V,有的還可輸出80V~240V寬幅度電壓；而直流電源通常輸出直流24V。

??PLC內部有一個開關式穩壓電源。此電源一方面可為CPU板、/O板及擴展單元提供工作電源(DC5V)；另一方面可為外部輸入元件提供DC24V。

??智能I/O接口

??隨著PLC在自動化領域中的廣泛應用，為了滿足更加復雜的各種控制的需求，不少PLC制造廠家還開發了除數字量、開關量處理功能以外的多種專門用途的接口模塊和智能接口模塊。例如，模擬量I/O處理模塊、高速計數模塊、閉環控制功能模塊、PID模塊、電動機驅動模塊、定位控制模塊、中斷控制模塊、溫度傳感器輸入模塊、語言輸出模塊、機間通信模塊等。目前，開發此類產品的途徑有兩條:一條途徑是利用 PLC的主CPU 加上一定的硬件和相應的軟件來構成新的模塊，例如，模擬量I/O模塊、簡單的控制模塊等即是采用此種途徑開發的；另一條途徑是開發帶獨立CPU、存儲器以及接口電路等硬件組件以及模板系統軟件的智能模板。智能模板工作的特點是:模板中的CPU和 PLC的主CPU是獨立且并行協調工作的，二者之間是通過總線接口實現信息或數據傳送聯系的。

I/O接口是PLC與外界連接的接口。PLC通過輸入模塊把控制現場的狀態、信息讀入主機，通過輸出模塊把經用戶程序的運算與決策所得的操作結果輸出給執行機構。輸入模塊用于將控制現場輸入信號變換成CPU 能接受的信號,并對其進行濾波、電平轉換、隔離、放大等。輸入接口用來接收和采集兩種類型的輸入信號:一類是由按鈕、選擇開關、行程開關、繼電器觸點、接近開關、光電開關、數字撥碼開關等來的開關量輸入信號；另一類是由電位器、測速發電機和各種變送器等來的模擬量輸入信號。輸出模塊用于將CPU的決策輸出信號變換成驅動控制對象執行機構的控制信號(含開關量或模擬量)，執行元件如，接觸器、電磁閥、指示燈、調節閥(模擬量)、調速裝置(模擬量)等，并對輸出信號進行功率放大、隔離PLC內部電路和外部執行元件等。

??I/O模塊一般包括:數字量輸入模塊、數字量輸出模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊。I/O模塊的類型還可按操作電平、驅動能力和各種用途來區分。如按用途來區分，I/O模塊還包括:數據傳送/校驗、串/并行轉換、電平轉換、電氣隔離、A/D轉換、D/A轉換以及其他功能模塊等。輸出模塊通常有3種形式:繼電器式、晶體管式和晶閘管式。

??下面就各種模塊分別加以介紹。

??l)直流(DV)輸入模塊

??直流輸入模塊的電路原理如圖2-2所示。圖中:R1為限流電阻；R2和C構成濾波電路，可以濾掉輸入信號的諧波；VL為輸入指示燈；VLC為光電耦合器。輸入模塊的外接直流電源極性可以任意選擇。

??圖2-2直流輸入模塊的電路原理圖

??直流輸入模塊的工作原理:當輸入開關閉合時，經R1、VLC的發光二極管、輸入指示燈VL構成通路。輸入指示燈VL亮，表示該路輸入的開關量狀態為ON。輸入信號經光電耦合器VLC隔離后，再經濾波器濾波，轉換成5V電平的直流輸入信號，經輸入選擇器與CPU總線相連，將外部輸入開關的狀態ON的代碼“1”輸入PLC內部。

??當輸入開關斷開時，經R1、VLC的發光二極管、輸入指示燈VL沒有構成通路，輸入指示燈VL不亮，表示該路輸入的開關量狀態為 OFF。當然，輸入選擇器的輸入端電平為 0V，經輸入選擇器與CPU總線相連，將外部輸入開關的狀態OFF的代碼“0”輸入PLC內部。圖2-2是直流開關量輸入模塊兩路輸入信號的電路原理圖，其他各路輸入信號的原理圖與其相同。各輸入信號回路有一個公共點(圖中的M點)的輸入模塊，稱為匯點式輸入模塊。各輸入信號回路相互獨立的輸入模塊稱為分隔式輸入模塊。

??有的輸入模塊不需要外部電源，稱為無源式輸入模塊。無源式輸入模塊的電路原理圖及內部參數與直流模塊相同，只其電源采用的是CPU的內部直流電源。

??2)交流(AV)輸入模塊

??交流輸入模塊的電路原理如圖2-3所示。圖中:R1為取樣電阻，具有吸收浪涌的作用:C為電容器，具有隔離直流而接通交流的作用；R2、R3對交流電壓起到分壓作用:VL為輸入指示燈，指示燈VL亮，表示該路輸入的開關量的狀態為ON；VLC為光電耦合器。

??圖2-3交流輸入模塊的電路原理圖

??交流輸入模塊的工作原理:當輸入開關閉合時,光電耦合器VLC的發光二極管導通這時光電耦合器VLC的光敏晶體管導通。輸入信號經VLC隔離后，再經濾波器濾波，轉換成5V電平的直流輸入信號，經輸入選擇器與CPU 總線相連，將外部輸入開關的狀態 ON 的代碼“1”輸入至PLC內部。當輸入開關斷開時，光電耦合器VLC的發光二極管不發光，這時光電耦合器VILC的晶體管截止。輸入信號經VLC隔離后，再經濾波器濾波，轉換成0V電平的直流輸入信號，經輸入選擇器與CPU總線相連，將外部輸入開關的狀態OFF的代碼“0”輸入至PLC內部。

??3)直流輸出模塊

??直流輸出模塊電路原理如圖2-4所示。直流輸出模塊的輸出電路采用晶體管驅動，也叫晶體管輸出模塊。其輸出方式一般為集電極輸出，外加直流負載電源。其帶負載的能力一般每一個輸出點為0.75A左右。因為晶體管輸出模塊為無觸點輸出模塊，使用壽命比較長。

??直流輸出模塊的工作原理:當CPU 根據用戶程序的運算把輸出信號送入PLC的輸出映像區后，通過內部總線把輸出信號送到輸出鎖存器中。輸出鎖存器的對應位為“1”時，其對應的晶體管V導通，發光二極管VL發光。其中發光二極管VL指示該位的輸出為ON狀態，晶體管V則把負載L和電源連通起來，使得負載L獲得電流。輸出鎖存器的對應位為“0”時，其對應的晶體管V截止，發光二極管VL不導通。其中發光二極管VL不發光指示該位的輸出為 OFF狀態，晶體管V截止則把負載L和電源隔斷，使得負載L不會獲得電流。當晶體管V由導通變為截止時，如果負載中含有電感的話，電感中的磁場能量的釋放是通過續流二極管VD1來完成的。

??4)交流輸出模塊

??交流輸出模塊的電路原理如圖2-5所示。交流輸出模塊的輸出電路是采用光控雙向硅開關驅動的，又叫雙向二極管、晶閘管輸出模塊。該模塊需要外部電源，帶負載的能力一般為1A左右，不同型號的交流輸出模塊的外加電壓和帶負載的能力有所不同。晶閘管輸出模塊為無觸點輸出模塊，使用壽命較長。

??圖2-5交流輸出模塊的電路原理圖

??交流輸出模塊的工作原理:當CPU 根據用戶程序的運算把輸出信號送入PLC的輸出映像區后，通過內部總線把輸出信號送到輸出鎖存器中。輸出鎖存器的對應位為“1”時，其對應的光電耦合器VLC中晶閘管導通，發光二極管VL發光。其中發光二極管VL指示該位的輸出為ON狀態,光電耦合器VLC中晶閘管則把負載L和電源連通起來，使得負載L獲得電流。輸出鎖存器的對應位為“0”時，其對應的光電耦合器VLC中晶閘管阻斷，發光二極管VL不導通。其中發光二極管VL不發光，指示該位的輸出為OFF狀態，光電耦合器VLC中晶閘管阻斷則把負載L和電源隔斷，使得負載L不會獲得電流。當晶閘管由導通變為阻斷時，如果負載中含有電感的話，電感中的磁場能量的釋放是通過阻容吸收電路R3、C和壓敏電阻RV吸收的。

??5)繼電器輸出模塊

??繼電器輸出模塊的電路原理圖如圖2-6所示。該輸出模塊的輸出驅動電路是繼電器。繼電器的常開觸點的接通或斷開把負載和負載電源接通或斷開,使負載可以得電或失電。外接的負載電源可以是直流，也可以是交流。繼電器是有觸點的器件，它的帶負載能力比較強，一般在2A左右。而開關的壽命相對于無觸點器件要短一些，一般為5萬次左右。開關動作的頻率也相應地低一些，一般為10Hz以下。

??圖2-6繼電器輸出模塊的電路原理圖

??繼電器輸出模塊的工作原理:當CPU根據用戶程序的運算把輸出信號送入PLC的輸出映像區后,通過內部總線把輸出信號送到輸出鎖存器中。輸出鎖存器的對應位為“1”時，其對應的繼電器K1的線圈帶電發光，二極管VL發光。其中發光二極管VL發光指示該位的輸出為ON狀態，繼電器K1的觸點則把負載L和電源連通起來，使得負載L獲得電流。輸出鎖存器的對應位為“0”時，其對應的繼電器K1的線圈不帶電，發光二極管VL不導通。其中發光二極管VL不發光指示該位的輸出為 OFF狀態，繼電器K1的觸點則把負載L和電源隔斷，使得負載L不會獲得電流。

??6)模擬量輸入模塊

??模擬量輸入模塊(A/D模塊)是把模擬信號轉換成PLC的CPU可以接收的數字量。模擬量輸入模塊，一般輸入模擬信號都為標準的傳感器信號。模擬量輸入模塊把模擬信號轉換成數字信號，一般多為12位二進制數，也有比12位高的或比12位低的。應該說數字量位數越多的模塊，分辨率就越高。

??7)模擬量輸出模塊

??模擬量輸出模塊(D/A模塊)是把PLC的CPU送往模擬量輸出模塊的數字量轉換成外部設備可以接收的模擬量(電壓或電流)。模擬量輸出模塊，一般輸出模擬信號都為標準的傳感器信號。模擬量輸出模塊所接收的數字信號，一般多為12位二進制數，也有比12位高的或比12位低的。同樣數字量位數越多的模塊，分辨率就越高。

??8)擴展接口模塊

??擴展接口模塊用于將擴展單元與基本單元相連,使PLC的配置更加靈活。一般來說,

??擴展接口模塊可以分為兩種:一種是近程擴展接口；另一種是遠程擴展接口。近程擴展

??接口是為了擴大PLC的控制規模；遠程擴展接口是為了增大PLC的控制距離。

??9)通信接口模塊

??為了實現“人一機”或“機一機”之間的對話，PLC配有多種通信接口。隨著科學技術的發展，PLC的功能也在不斷地增強。PLC通過這些通信接口可以與監視器、打印機、其他的 PLC或計算機相連。

??當PLC與打印機相連時，可將過程信息、系統參數等輸出打印；當與監視器(CRT)相連時，可將過程圖像顯示出來；當與其他PLC相連時，可以組成多機系統或連成網絡，實現更大規模的控制當與計算機相連時，可以組成多級控制系統，實現控制與管理相結合的綜合系統。一臺計算機和一臺 PLC或多臺PLC組成點對點通信網絡或多點通信網絡。大型控制工程，往往采取多臺PLC組成的通信網絡來完成。

??PLC在使用時，應正確地選擇和使用各種接口模塊。根據不同的要求，選用不同的輸入模塊和輸出模塊。

??如果輸入信號有多種類型，就應該根據點數多少選用不同類型、不同結構的輸入模塊。如果只能選一個輸入模塊，則應選擇分隔式輸入模塊。如果所有輸入信號都是一種類型時，可以選擇匯點式輸入模塊。如果需要大電流輸出，則應選擇繼電器型或晶閘管型。一般型號為 DC 24V/AC 220V、2A電流。如果電路需要快速開斷或頻繁地動作，則應選擇用晶體管型或晶閘管型。