PLC输入输出信号处理.doc

摘要:本文主要分析了数字量输入时PLC内部电路常见的几种形式,SINK- 拉电流输入,SOURCE- 灌电流输入,并结合传感器常见几种输出形式和经常遇到的NPN和PNP输出,以及单端与双端接口,给出了和不同的PLC电路形式连接时的接线方法。
关键词: PLC SINK- 拉电流输入 NPN输出 SOURCE- 灌电流输入 PNP输出单端双端接口
一:引言
PLC的数字量输入接口并不复杂,我们都知道PLC为了提高抗干扰能力,输入接口都采用光电耦合器来隔离输入信号与内部处理电路的传输。因此,输入端的信号只是驱动光电耦合器的内部LED导通,被光电耦合器的光电管接收,即可使外部输入信号可靠传输。
目前PLC数字量输入端口一般分单端共点与双端输入,)的接口有光电耦合器正极共点与负极共点之分,日系PLC通常采用正极共点,欧系PLC****惯采用负极共点;日系PLC供应欧洲市场也按欧洲****惯采用负极共点;为了能灵活使用又发展了单端共点(S/S)可选型,根据需要单端共点可以接负极也可以接正极。
由于这些区别,用户在选配外部传感器时接法上需要一定的区分与了解才能正确使用传感器与PLC为后期的编程工作和系统稳定奠定基础。
二:输入电路的形式
1、输入类型的分类
PLC的数字量输入端子,按电源分直流与交流,按输入接口分类由单端共点输入与双端输入,单端共点接电源正极为SINK(sink Current 拉电流),单端共点接电源负极为SRCE(source Current 灌电流)。
 
2、术语的解释
SINK漏型
SOURCE源型
SINK漏型为电流从输入端流出,那么输入端与电源负极相连即可,说明接口内部的光电耦合器为单端共点为电源正极,可接NPN型传感器。
SOURCE源型为电流从输入端流进,那么输入端与电源正极相连即可,说明接口内部的光电耦合器为单端共点为电源负极,可接PNP型传感器。
国内对这两种方式的说法有各种表达:
1)、根据TI的定义,sink Current 为拉电流,source Current为灌电流,
2)、由按接口的单端共点的极性,共正极与共负极。这样的表述比较容易分清楚。
3)、SINK为NPN接法,SOURCE为PNP接法(按传感器的输出形式的表述)。
4)、SINK为负逻辑接法,SOURCE为正逻辑接法(按传感器的输出形式的表述)。
5)、SINK为传感器的低电平有效,SOURCE为传感器的高电平有效(按传感器的输出状态的表述)。
这种表述的笔者接触的最多,也是最容易引起混淆的说法。
接近开关与光电开关三、四线输出分NPN与PNP输出,对于无检测信号时NPN的接近开关与光电开关输出为高电平(对内部有上拉电阻而言),当有检测信号,内部NPN管导通,开关输出为低电平。
对于无检测信号时PNP的接近开关与光电开关输出为低电平(对内部有下拉电阻而言),当有检测信号,内部PNP管导通,开关输出为高电平。
以上的情况只是针对,传感器是属于常开的状态下。目前可厂商生产的传感器有常开与常闭之分;常闭型NPN输出为低电平,常闭型PNP输出为高电平。因此用户在选型上与供应商配合上经常产生偏差。
另一种情况,用户也遇到SINK接PNP型传感器,SOURCE接NPN型传感器,也能驱动PLC接口,对于PLC输入信号状态则由PLC程序修改。原因是传感器输出有个上拉电阻与下拉电阻的缘故,对于集电极开路的传感器,这样的接法是无效的;另外输出的上拉电阻与下拉电阻阻值与PLC接口漏电流参数有很大关系。并非所有的传感器与PLC都可以通用,对于此类问题可以参考笔者的另一文《接近开关、光电开关的输出与负载接口问题》,在此不再赘述。
SINK漏型、SOURCE源型在下文有详细图解描述。
3、按电源配置类型
、直流输入电路
如图1,直流输入电路要求外部输入信号的元件为无源的干接点或直流有源的无触点开关接点,当外部输入元件与电源正极导通,电流通过R1,光电耦合器内部LED,VD1(接口指示)到COM端形成回路,光电耦合器内部接收管接受外部元件导通的信号,传输到内部处理;这种由直流电提供电源的接口方式,叫直流输入电路;直流电可以由PLC内部提供也可以外接直流电源提供给外部输入信号的元件。R2在电路中的作用是旁路光电耦合器内部LED的电流,保证光电耦合器LED不被两线制接近开关的静态泄漏电流导通。
 
、交流输入电路
如图2,交流输入电路要求外部输入信号的元件为无源的干接点或交流有源的无触点开关接点,它与直流接口的区分在光电耦合器前加一级降压电路与桥整流电路。外部元件与交流电接通后,电流通过R1,C2经过桥整流,变成降压后的直流电,后续电路的原理