科學(xué)技術(shù)是人類社會(huì)存在和發(fā)展的基石,技術(shù)不但需要,而且還應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn),隨著社會(huì)發(fā)展的需要得到加強(qiáng)和升華。PLC與傳感器技術(shù)發(fā)展迅猛,是當(dāng)代工業(yè)控制發(fā)展的重要標(biāo)志。PLC可以接收來自傳感器的各種信號,并應(yīng)用之完成各種所需的操作。
PLC的輸入/輸出接口并不復(fù)雜,我們知道PLC為了提高抗干擾能力,輸入/輸出接口都采用光電耦合器來隔離輸入/輸出信號與內(nèi)部處理電路的傳輸。因此,輸入/輸出端的信號只是驅(qū)動(dòng)光電耦合器的內(nèi)部LED導(dǎo)通,被光電耦合器的光電管接收,即可使外部輸入/輸出信號可靠傳輸。下面就從PLC的輸入/輸出接口電路,談一下PLC與傳感器的連接及應(yīng)用。
一、輸入/輸出接口電路
1.輸入接口電路
輸入接口是連接PLC與其他外設(shè)之間的橋梁。生產(chǎn)設(shè)備的控制信號通過輸入接口傳送給CPU。
開關(guān)量輸入接口用于連接按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、接近開關(guān)和各類傳感器傳來的信號,PLC輸入電路中有光電耦合器隔離,并設(shè)有RC濾波器,用以消除輸入觸點(diǎn)的抖動(dòng)和外部噪聲干擾。當(dāng)輸入開關(guān)閉合時(shí),一次電路中流過電流,輸入指示燈亮,光電耦合器被激勵(lì),三極管從截止?fàn)顟B(tài)變?yōu)轱柡蛯?dǎo)通狀態(tài),這是一個(gè)數(shù)據(jù)輸入過程。在一般整體式PLC中,直流輸入接口都使用PLC本機(jī)的直流電源供電,不再需要外接電源。
2.開關(guān)量輸入接口信號的主要功能
(1)計(jì)量控制:產(chǎn)品或零件的自動(dòng)計(jì)量;檢測計(jì)量器、儀表的指針范圍而控制數(shù)或流量;檢測浮標(biāo)控制測面高度,流量;檢測不銹鋼桶中的鐵浮標(biāo);儀表量程上限或下限的控制;流量控制,水平面控制。
。2)尺寸控制:金屬板沖剪的尺寸控制裝置;自動(dòng)選擇、鑒別金屬件長度;檢測自動(dòng)裝卸時(shí)堆物高度;檢測物品的長、寬、高和體積。
。3)計(jì)數(shù)及控制:檢測生產(chǎn)線上流過的產(chǎn)品數(shù);高速旋轉(zhuǎn)軸或盤的轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)量;零部件計(jì)數(shù)。
。4)檢測異常:檢測瓶蓋有無;產(chǎn)品合格與不合格判斷;檢測包裝盒內(nèi)的金屬制品缺乏與否;區(qū)分金屬與非金屬零件;產(chǎn)品有無標(biāo)牌檢測;起重機(jī)危險(xiǎn)區(qū)報(bào)警;安全扶梯自動(dòng)啟停。
。5)檢測物體存在有否:檢測生產(chǎn)包裝線上有無產(chǎn)品包裝箱;檢測有無產(chǎn)品零件。
。6)轉(zhuǎn)速與速度控制:控制傳送帶的速度;控制旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速;與各種脈沖發(fā)生器一起控制轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)數(shù)。
(7)檢驗(yàn)距離:檢測電梯、升降設(shè)備的停止、起動(dòng)、通過位置;檢測車輛的位置,防止兩物體相撞檢測;檢測工作機(jī)械的設(shè)定位置,移動(dòng)機(jī)器或部件的極限位置;檢測回轉(zhuǎn)體的停止位置,閥門的開或關(guān)位置;檢測氣缸或液壓缸內(nèi)的活塞移動(dòng)位置。
3.輸出接口電路及功能
輸出接口用于連接繼電器、接觸器、電磁閥線圈,是PLC的主要輸出口,是連接PLC與外部執(zhí)行元件的橋梁。PLC有三種輸出方式:繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸出。其中繼電器輸出型為有觸點(diǎn)的輸出方式,可用于直流或低頻交流負(fù)載;晶體管輸出型和晶閘管輸出型都是無觸點(diǎn)輸出方式,前者適用于高速、小功率直流負(fù)載,后者適用于高速、大功率交流負(fù)載。
二、輸入/輸出接口器件的接線
1.輸入接口器件的接線
PLC的輸入接口連接輸入信號,器件主要有開關(guān)、按鈕及各種傳感器。在接入PLC時(shí),每個(gè)觸點(diǎn)的兩個(gè)接頭分別連接一個(gè)輸入點(diǎn)及輸入公共端。PLC的開關(guān)量輸入接線點(diǎn)都是螺釘接入方式,每一位信號占用一個(gè)螺釘。輸入公共端在某些PLC中是分組隔離的,例如在FX2N機(jī)型是連通的。對于一些無源器件,PLC內(nèi)部電源能為每個(gè)輸入點(diǎn)大約提供7mA作電流,這也就限制了線路的長度。PLC與三線傳感器之間的連接,三線傳感器由PLC的+24端子供電,也可以由外部電源供電;PLC與兩線傳感器之間的連接,兩線傳感器由PLC的內(nèi)部供電。當(dāng)采用接近開關(guān)、光電開關(guān)等兩線式傳感器時(shí),由于傳感器的漏電流較大,可能出現(xiàn)錯(cuò)誤的輸入信號而導(dǎo)致PLC的誤動(dòng)作,此時(shí)可在PLC輸入端并聯(lián)旁路電阻。
2.輸出接口器件的接線
PLC的輸出接口上連接的器件主要是繼電器、接觸器、電磁閥的線圈、指示燈、蜂鳴器等。這些器件均采用PLC機(jī)外的專用電源供電,PLC內(nèi)部不過是提供一組開關(guān)接點(diǎn)。接入時(shí)線圈的一端接輸出點(diǎn)螺釘,一端經(jīng)電源接輸出公共端。由于輸出端口連接線圈種類多,所需的電源種類及電壓不同,輸出端口公共端常分為許多組,一般4點(diǎn)為一組,而且組間是隔離的。PLC輸出端口的電流定額一般為2A,大電流的執(zhí)行器件需配裝中間繼電器。
3.輸出接口器件接線的注意事項(xiàng)
PLC與輸出設(shè)備連接時(shí),不同組(不同公共端)的輸出點(diǎn),其對應(yīng)輸出設(shè)備(負(fù)載)的電壓類型、等級可以不同,但同組(相同公共端)的輸出點(diǎn),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。
PLC的輸出端經(jīng)常連接的是感性輸出設(shè)備(感性負(fù)載),為了抑制感性電路斷開時(shí)產(chǎn)生的電壓使PLC內(nèi)部輸出元件造成損壞。因此當(dāng)PLC與感性輸出設(shè)備連接時(shí),如果是直流感性負(fù)載,應(yīng)在其兩端并聯(lián)續(xù)流二極管;如果是交流感性負(fù)載,應(yīng)在其兩端并聯(lián)阻容吸收電路。
三、結(jié)束語
目前PLC數(shù)字量輸入端口一般分單端共點(diǎn)與雙端輸入,各廠商的單端共點(diǎn)(COM)的接口有光電耦合器正極共點(diǎn)與負(fù)極共點(diǎn)之分,由于這些區(qū)別,用戶在選配外部傳感器時(shí)接法上需要一定的區(qū)分與了解,只有這樣才能正確使用PLC與傳感器。PLC輸入接口電路形式和外接元件(傳感器)輸出信號形式的多樣性,因此在PLC輸入模塊接線前必要了解PLC輸入電路形式和傳感器輸出信號的形式,才能確保PLC輸入模塊接線正確無誤,在實(shí)際應(yīng)用中才能游刃有余,為后期的編程工作和系統(tǒng)穩(wěn)定奠定基礎(chǔ)。
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