plc输入输出回路接线

电工之家2020-08-21 09:53:29



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一。输入回路接线
输入电路是PLC接收信号的端口(对模拟量来说一般为0-40MA直流电流或0-10V直流电压信号),输入接线是指外部输入器件(任何无源的触点和集电极开路的NPN三极管)接通输入回路闭合,同时输入指示的发光二极管亮。常用外部输入器件有按钮,接近开关,转换开关,拨码器,各种感应器等,是对系统发出各种控制信号的主令电器。


( 一)PLC输入模块与主令电器电器类设备的连接
图中松下PLC为直流汇点式输入,即所以输入点共用一个公共端COM,同时COM端内带有DC24V电源,在编写程序时注意外部设备使用的是常闭还是常开触点,




输入端的电气原理图中停止按钮SB0用常闭触点,串在控制线中,用于停机控制。 启动按钮SB1用常开触点。在设计的两个梯形图完成的控制功能相同,但停机信号X0使用的触点类型不同,那么连接在端点的外部停机按钮触点类型也就不同,
I/O分配SB0-X0,SB1-X1,输出K0-Y0。当外部使用长闭触点,不操作该按钮,输出Y0正常接通,在PLC控制系统中,外部开关无论是启动还是停止一般都选用常开型。


(二)接近开关与PLC输入模块的连接:
在PLC控制系统设计中接线的工作比重叫小,但它是编程设计的基础。要保证接线工作正确性,需PLC的输入输出电路有一个清楚的了解。
1.PLC直流输入电路:分有源型(共阳极)输入电路,漏型(共阴极)输入电路。所以漏型输入电路PLC的COM端是外接直流电源的正极,如西门子S7-400PLC直流输入模块的COM端必须接外部电源的正极。所以西门子PLC输入信号为低压信号,如果外部信号为高压信号应该通过中间继电器转换。
2.PLC交流输入电路电压一般为AC120V或AC230V,经过电阻的限流和电容的隔离在经过整流变成直流三个环节,所以输入信号延迟时间比直流电路长,但是输入端是高电压,输入信号的可靠信高,一般用于环境恶劣,对响应要求不高的场合。
(三)开关量信号与PLC输入模块的连接:
对于不同的PLC输入电路应正确选择传感器(NPN或PNP)的输入方式,NPN型传感器动作时,OUT端为0V,(NPN型输出端OUT应和PLC的输入端漏型相连)输出低电平信号。PNP型传感器动作时,OUT端为+V,输出高电平信号。
(三).PLC输入回路接线的优化:
1.减少输入点数,分组输入,


如图上系统分自动和手动两种工作方式,Q1-Q8为手动方式用到的 输入信号,S1-S8为自动方式用到的输入信号。S1和Q1共用输入点X0,PLC运行时只会用到其中一组信号,所以可以共用PLC的输入点。(图中二极管是用来防止寄生回路,避免错误输入信号的产生。)
2.输入设备的多功能化:在PLC系统中可以借助PLC逻辑功能来实现一个设备在不同条件下产生不同作用的信号。
3不同形式的直流输入信号与PLC连接:


直流有源输入输入信号一般都是24V,这类信号与其他无源开关量信号混合接入PLC输入点时电压的0V点一定要接。上图输入点I0.0,I0.1连接光电编码器,接近开关的输出OUT信号,它们的驱动电源由PLC自身的24V电压提供,


不同电压直流信号与PLC输入模块输入点的连接,注意信号电位差的参考点必须相同。即它们的0V信号必须连接在一起。
4.对与用长线引入PLC的开关量信号可以用小行继电器来转接输入信号,避免外部的强电感应的干扰。
二。输出回路接线:
由于PLC输出元件被封装在线路板上并连接至输出端子板上,若将输出元件短路将烧毁印制电路板,所以应用熔断器保护输出元件。开关量输出模块有继电器,晶体管,晶闸管输出。输出端接线分公共输出和独立输出。直流输出的续流管保护,交流输出阻容吸收电路,晶体管,晶闸管输出的旁路电阻保护,以及外部紧急停车电路。
PLC输出有三种,这三种输出回路的配线应注意:
1.继电器输出配线:通用于交直流电路,不同公共点可以带不同交直流电压负载。负载容量以负载性质区分,阻抗负载2A/1点,8A/4点COM ,感抗负载容量80VA,灯泡负载100W。可知继电器型输出的PLC可通过相对大的电流,但输出触点响应的时间相对较慢。
2.晶体管输出:通用于直流电路,电压范围DC5-30V,阻抗负载0.5A/1点,0.8A/4点COM ,感抗负载容量12W/DC24,灯泡负载1.5W/DC24。可知晶体管型输出的PLC输出触点响应时间快,但个通过的电流小
3.晶闸管输出:适应高频动作,但只能带DC5-30V,负载最大电流电流为0.5A,灯泡负载30W。
4.在输出回路必须设置适当熔断器作为保护。DC直流感抗负载要并联二极管以延长触点寿命,二极管规格为耐压时负载电压5-10倍,电路大于负载电流。
5.氖灯或小电流负载需要并联浪涌吸收器。
6.马达正反转电路,除PLC内部程序要设计互锁,输出外部配线也必须互锁配线。
(二)COM 点的选择:
因为PLC内部没有熔断器,需在COM点处加一个熔断器。当负载种类多且电流大可采用一个COM点带1-2个输出点的PLC产品,当负载数量多且种类少可采用一个COM点带4-8个输出点的PLC产品。
(三)PLC与感性设备的连接:
当PLC输入输出端接有感性负载元件时,直流输出的续流管保护(直流电路两端并联续流二极管
),交流输出阻容吸收电路。



对与大容量负载电路,须在继电器主触头两端连接RC阻容吸收电路

( 四)PLC与七段LED显示器的连接:


上图两只CD4513的数据输入端A-D共用PLC四个输出端Y0-Y3,A为最底D为最高,LE 为寄存输入端,当LE 为高电平时,输入数据将存在芯片内的寄存器中,并将其译码后显示出来。如PLC使用继电器输出模块时,与CD4513相连的输出各端在接一个下拉电阻,避免输出继电器断开的时候CD4513输入端悬空。
七段数码管有共阴极(公共极接地)和共阳极(公共极接+5V)两种,是电气仪表常用的数显器件。




(五)PLC控制系统输出回路接线的优化:
1.减少输出点的措施:
① 巨阵输出:要使某个设备(负载)接通工作,只要控制相对应的输出继电器接通即可,采用巨阵输出必须将同一时间段接通的负载安排在同一列。
②分组输出:PLC每个输出点可以控制两个不同时工作的负载,当两组负载不会同时工作事,可以通过外部转换开关SA进行切换。
③ 并联输出:两个通段完全相同的负载可并联后共用PLC的一个输出点。
④ 提高PLC输出可靠性措施:PLC输出模块的继电器触点容量一般为2A,如果输出点的负载功率太大,可以采用输出继电器带动一个中间继电器,在由中间继电器驱动负载。


上图的程序是用来判断外部接触器是否可靠动作。X0为接触器动作条件,Y0为线圈的输入,XI 为接触器辅助常开触点,定时器DRK的定时时间大于接触器动作时间,R0为故障位,ON时为故障应报警处理。故障具有记忆功能,由故障复位按钮清除。当定时器定时时间大于Y0开启到位时间,表示Y0故障。



上图电机正反转对接触器的互锁单纯在PLC内部逻辑上互锁是不够的,当外电路发生故障就失去了作用,将两个接触器的常开辅助触点作为输入点引入PLC的输入端,在软件中把这两个以长闭方式串联对方输出线圈中,同时外部线圈也相互串接对方常闭触点,起到了完善的保护。
(六).PLC与变频器的连接:


变频器的输入信号有运行/停止,正转/反转,微动等运行状态进行操作的开关型指令信号。注意当输入开关信号进入变频器时会发生外部电源同变频器内部控制电源之间的串扰,使用晶体管进行连接时,需利用PLC电源将外部晶体管集电极经过二极管接到PLC上。



变频器工作时会产生较强的电磁干扰,与PLC连接时避免使用共同的接地线,使变频器有关线路同PLC线路分开,都应采用屏蔽电缆。
对于低频电路应单端接地,对于高频电路屏蔽层应双端接地,电缆芯线和连接器插针连在一起,同时将金属外壳与屏蔽层良好焊接。PLC的输入和输出布线时尽量分开走线,输入和输出回路配线必须使用压接端子,或单股线,不宜用多股绞合线直接与PLC的接线端连接,容易出现火花。


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