【文章內(nèi)容簡介】 過使能控制信號選通某個數(shù)據(jù)寄存器工作，執(zhí)行地址譯碼。它是 CPU模塊所執(zhí)行的尋址操作，以讀取某個數(shù)據(jù)寄存器（ PI）所對應(yīng)外部輸入信號數(shù)據(jù)。n 它與 DB、 CB總線上的信號在時間上有嚴(yán)格的時序關(guān)系。光電耦合電路n 光電耦合電路n 光電耦合電路的功用是在電氣隔離的條件下，接受 PLC外部開關(guān)量信號，因而它是采用光電轉(zhuǎn)換原理傳遞信號，并實現(xiàn)電氣隔離。光電耦合電路的輸出端連接數(shù)據(jù)寄存器的輸入引腳，對應(yīng)每個輸入引腳有一個光電耦合電路。光電耦合電路由電阻 R1~R電容 C、合器 PT、發(fā)光管 L穩(wěn)壓管 ZW組成。電阻 R R電容 C組成模擬濾波電路；消除信號噪聲。發(fā)光二極管 L為外部信號電路狀態(tài)指示；同時電阻 R R2構(gòu)成分壓電路，設(shè)定 PT輸入端的信號，電壓穩(wěn)壓管 ZW為過壓保護(hù)作用。數(shù)字量輸入模板結(jié)構(gòu)CB DB ABIC ICIC ICICCBDBAB數(shù)據(jù)寄存器地址譯碼信號緩沖ICICICIC光電耦合狀態(tài)指示端口接線排總線接線排第二講 可編程控制器的組成和工作原理n 輸入模板內(nèi)帶有光電耦合電路，其作用是一。實現(xiàn)信號傳遞、其作用二。使 PLC與外部輸入信號進(jìn)行電氣隔離；光電耦合電路還有電平轉(zhuǎn)換功能。 n 輸入模板內(nèi)還設(shè)置了多種濾波電路，以消除信號噪聲；光電耦合電路n 光電耦合電路的工作原理如下所述（電路中的灰色箭頭代表信號的流向）光電耦合電路R1ZWSB讀數(shù)據(jù)控制E ++5VR30VICR2 C1 PT使能控制數(shù)據(jù)寄存器光電耦合器電路數(shù)據(jù)總線外部電路輸入模塊1 32L1光電耦合電路n （ 1）當(dāng)外部開關(guān)器件閉合時，光電耦合器 PT輸入回路閉合，光電藕合器的原邊側(cè)電路中有電流流過，光電耦合器內(nèi)的發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，光電藕合器的副邊側(cè)（輸出側(cè)）的光電三極管受光激勵導(dǎo)通，使輸出端對地電壓降為零電平。n （ 2）當(dāng)外部開關(guān)器件斷開時，光電藕合器輸入回路斷開時，電路中無電流流過，光電藕合器電路內(nèi)的發(fā)光二極管不發(fā)光，光電藕合器輸出側(cè)的光電三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，使輸出端對地電壓為高電平。n （ 3）以上二個狀態(tài)，使得光電藕合器輸出側(cè)的電壓處于二個電平區(qū)；形成數(shù)字邏輯電平： “1”、 “0”。光電耦合電路n （ 1）當(dāng)外部開關(guān)器件閉合時，光電耦合器 PT輸入回路閉合，光電藕合器的原邊側(cè)電路中有電流流過，光電耦合器內(nèi)的發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，光電藕合器的副邊側(cè)（輸出側(cè)）的光電三極管受光激勵導(dǎo)通，使輸出端對地電壓降為零電平。n （ 2）當(dāng)外部開關(guān)器件斷開時，光電藕合器輸入回路斷開時，電路中無電流流過，光電藕合器電路內(nèi)的發(fā)光二極管不發(fā)光，光電藕合器輸出側(cè)的光電三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，使輸出端對地電壓為高電平。n （ 3）以上二個狀態(tài)，使得光電藕合器輸出側(cè)的電壓處于二個電平區(qū)；形成數(shù)字邏輯電平： “1”、 “0”。光電耦合電路n （ 4）當(dāng)外部開關(guān)器件閉合時，在光電耦合輸入回路閉合同時，發(fā)光二極管 L導(dǎo)通，指示外部信號電路狀態(tài)為接通狀態(tài)；n （ 5）當(dāng)外部開關(guān)器件斷開時，光電耦合輸入回路斷開，發(fā)光二極管L無電流流過，不發(fā)光，指示外部信號電路狀態(tài)為斷開狀態(tài)。數(shù)字量輸入模板結(jié)構(gòu)CB DB ABIC ICIC ICICCBDBAB數(shù)據(jù)寄存器地址譯碼信號緩沖ICICICIC光電耦合狀態(tài)指示端口接線排總線接線排第二講 可編程控制器的組成和工作原理n 輸入接口的外部設(shè)有接線端子排，便于與現(xiàn)場信號的連接。數(shù)字輸入模板結(jié)構(gòu)及信號流向示意圖端口地址譯碼電路數(shù)據(jù)寄存器電路信號光電耦合電路數(shù)據(jù)寄存器電路信號光電耦合電路數(shù)據(jù)寄存器電路信號光電耦合電路數(shù)據(jù)寄存器電路信號光電耦合電路模板控制邏輯電路DBABCB接線端子PLC總線接口PI直流數(shù)字量輸入模塊電路工作原理總結(jié)n 直流數(shù)字量輸入模塊電路工作原理總結(jié)n 數(shù)字量輸入模塊是 PLC接受外部數(shù)字量信號的功能電路，其電路主要特點是：1. 由外部開關(guān)量器件與接口電路組成信號回路，形成外部輸入信號；2. 外部輸入信號經(jīng)光電耦合信號處理電路進(jìn)入模塊內(nèi)部電路；3. 通過 PLC的控制總線接受對端口信號鎖存電路的選通控制；4. 外部數(shù)字量信號被寄存在端口信號鎖存電路（ 8D數(shù)據(jù)寄存器）5. 通過 PLC的數(shù)據(jù)總線將外部數(shù)字量信號傳遞至 CPU單元。交流數(shù)字量輸入模板n 交流數(shù)字量輸入模板n 交流數(shù)字量輸入模板的電路與直流數(shù)字量輸入模板是很相似的．唯一不同之處是增加由整流元件組成的換流電路。n 交流輸入信號經(jīng)過整流橋 VD 整流后，形成直流信號。由于交流信號不存在極性問題，故施加到光電耦合器的直流電壓僅與整流橋的方向有關(guān)。電阻 R 是降壓電阻（限制施加到光電藕合器上的電壓幅值）電阻 R3 和電容 C是交流輸入信號 220V 的交流濾波電路，用以濾除其中的高頻或尖峰脈沖干擾信號。 交流數(shù)字量輸入模板n 交流輸入信號經(jīng)過整流橋 VD 整流后，形成直流信號。由于交流信號不存在極性問題，故施加到光電藕合器的直流電壓僅與整流橋的方向有關(guān)。n 電阻 R 是降壓電阻（限制施加到光電藕合器上的電壓幅值）n 電阻 R3 和電容 C是交流輸入信號 220V 的交流濾波電路，用以濾除其中的高頻或尖峰脈沖干擾信號。 n 關(guān)鍵詞 高頻或尖峰脈沖干擾信號R3CVD 電源數(shù)字量（開關(guān)量）輸出模塊 n 由 PLC 產(chǎn)生的各種輸出控制信號經(jīng)輸出接口去控制和驅(qū)動負(fù)載（如指示燈的亮或滅，電動機(jī)的啟停或正、反轉(zhuǎn)，設(shè)備的轉(zhuǎn)動、平移、升降，閥門的開啟、關(guān)閉等）。所以 PLC 輸出接口所帶的負(fù)載通常是接觸器的線圈、電磁閥的線圈、信號指示燈等。n 同輸入接口一樣，輸出接口的負(fù)載有的是直流量，有的是交流量，要根據(jù)負(fù)載性質(zhì)選擇合適的輸出接口。針對不同類型的輸出接口，配之以不同的驅(qū)動電路。數(shù)字量輸出模板的外部接線方式n 數(shù)字量輸出模板的外部接線方式n 數(shù)字量輸出模板與外部用戶輸出設(shè)備的接線方式可分為匯點式輸出接線和隔離式輸出接線兩種形式。 輸出模板的外部接線方式輸出模塊接線端子Ea) 輸出模塊接線端子E1b)E2Ei外部電路 外部電路COM匯點式輸出接線方式n 匯點式輸出接線方式 匯點式輸出接線方式如圖 4—9a) 所示。在匯點式輸出接線方式中，各個輸出回路公用一個公共端和一個電源，只有一個公共端（ COM ）。也可以將全部輸出點分為幾組，每組有一個公共端（ COM ）和一個單獨的電源，如圖所示。 隔離式輸出接線方式n 隔離式輸出接線方式 隔離式輸出接線方式如圖 49b) 所示。在隔離式輸出模板中，每個輸出回路有兩個接線端子，由單獨一個電源供電。相對于電源來說，每個輸出點之間是相互隔離的。 多組式匯點式輸出n 由于實際工程中所使用的控制電器類型較多，工作電壓不同。所以通常 PLC輸出模塊的接線方式是多組式匯點式輸出。數(shù)字量輸出模板的負(fù)載電源可以是直流，也可以是交流，它必須由用戶提供。匯點式輸出接線可用于直流輸出模板，也可以用于交流輸出模板。直流數(shù)字量輸出接口模板電路結(jié)構(gòu)n 直流數(shù)字量輸出接口模板電路結(jié)構(gòu)n 輸出接口模板電路結(jié)構(gòu)如圖 410所示，可分為譯碼、控制邏輯、信號鎖存、光電隔離和輸出驅(qū)動 5個部分。前 4個部分與直流數(shù)字量輸入模板電路非常相似，所不同之處主要是數(shù)據(jù)流向相反。數(shù)字輸出模板結(jié)構(gòu)及信號流向示意圖端口地址譯碼電路數(shù)據(jù)寄存器電路信號光電耦合電路數(shù)據(jù)寄存器電路信號光電耦合電路數(shù)據(jù)寄存器電路信號光電耦合電路數(shù)據(jù)寄存器電路信號光電耦合電路模板控制邏輯電路DBABCB接線端子PLC總線接口信號驅(qū)動電路信號驅(qū)動電路信號驅(qū)動電路信號驅(qū)動電路PQ地址譯碼電路n 地址譯碼電路：n 與輸入模塊一樣，這部分電路同樣由組合信號譯碼器、信號驅(qū)動器及有關(guān)的總線信號組成。它接受 CPU模板給出的地址信號，由此確定需要訪問的相應(yīng)數(shù)據(jù)寄存器，產(chǎn)生該數(shù)據(jù)寄存器選通信號，激活數(shù)據(jù)寄存器電路，將源自 PLC數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)信號傳至光電耦合電路的輸入端。地址譯碼電路n 地址譯碼電路的信號關(guān)系：n （ 1）它的輸入是 PLC總線的地址信號；n （ 2）它的輸出是對某個端口芯片的選通信號 —— 使能控制信號；n （ 3）它的功用是輸出數(shù)據(jù)寄存器（ PQ）地址譯碼；數(shù)據(jù)寄存器電路n 數(shù)據(jù)寄存器電路n 數(shù)據(jù)寄存器電路的主要作用是在譯碼電路送來的選通信號控制下，將由 PLC總線的數(shù)據(jù)信號線上的輸出信號存入選定的端口數(shù)據(jù)寄存器電路；此后將信號傳至光電耦合電路和驅(qū)動電路完成信號的傳遞和輸出。n 這部分電路由若干片數(shù)據(jù)寄存器電路組成。每片電路寄存 1個字節(jié)的數(shù)據(jù)信號（ 8位 2進(jìn)制信號），其外接 8個光電耦合電路。數(shù)據(jù)寄存器電路的信號關(guān)系n 數(shù)據(jù)寄存器電路的信號關(guān)系：n （ 1）它的輸入是 PLC總線的數(shù)據(jù)信號線； n （ 2）它的輸出是光電耦合電路。n （ 3）它的功用是暫存輸出信號； 光電耦合電路n 光電耦合電路n 在數(shù)字量輸出模塊中，光電藕合電路連接信號鎖存電路的輸出端，傳遞驅(qū)動電路的控制信號。其功用是在電氣隔離的條件下，將 CPU單元的輸出信號經(jīng)驅(qū)動電路放大送至 PLC外部數(shù)字量接口電路，因而它采用光電轉(zhuǎn)換原理傳遞信號，同時對外控制電路實施電氣隔離作用。光電藕合電路的信號關(guān)系n 光電藕合電路的信號關(guān)系：n （ 1）光電藕合電路的輸出是 PLC輸出端口驅(qū)動電路器件；n （ 2）光電藕合電路的功用是傳遞信號，電氣隔離；n （ 3）光電藕合電路的輸入是輸出模板中的數(shù)據(jù)寄存儲器電路。輸出驅(qū)動電路類型n 輸出驅(qū)動電路類型n 輸出和輸入模板的最大不同有輸出驅(qū)動電路，它也是輸出模板的主要部分。輸出驅(qū)動電路對外部信號的作用猶如一個 “開關(guān)觸點 ”，串接在外部控制電器的控制回路中。在源自光電藕合電路的控制信號作用下，形成開關(guān)觸點的通斷響應(yīng)，將 PLC輸出的 “1”、 “0”信號轉(zhuǎn)換成了外部電路的通斷控制。輸出驅(qū)動電路的不同形式構(gòu)成了不同的輸出方式，可以配適不同的控制電器。輸出驅(qū)動電路類型n 輸出模塊驅(qū)動電路類型 數(shù)字量模塊驅(qū)動電路類型分為：晶體管輸出型、雙向晶閘管、繼電器輸出型 3種。晶體管輸出型n 1）晶體管輸出型 晶體管輸出型適用于小電流工作的直流負(fù)載，具有高速運行特點，其最高工作頻率可達(dá) 20KHZ~100KHZ（1KHZ=1000HZ），其接口電參數(shù)有 CMOS電平和 TTL電平等標(biāo)準(zhǔn)。雙向晶閘管（可控硅）輸出型n 2）雙向晶閘管（可控硅）輸出型 雙向晶閘管（可控硅）輸出型適用于交流負(fù)載，工作壽命長。它具有一定的功率驅(qū)動能力，其最高工作頻率低于晶體管輸出型。繼電器輸出型n 3）繼電器輸出型 繼電器輸出型既可用于直流負(fù)載，又可用于交流負(fù)載，使用時，只要外接一個與負(fù)載要求相符的電源即可，因而采用繼電器輸出型，對用戶顯得方便和靈活，但由于它是觸點機(jī)械動作形成的接通、斷開操作，所以其工作頻率不能很高，工作壽命不如無觸點的半導(dǎo)體元件長。其工作時，每秒通斷頻率不大于 10HZ繼電器型輸出模板n 繼電器型輸出模板 該電路主要是將光電藕合電路的輸出側(cè)接入繼電器的激磁線圈回路，光電耦合器的輸出信號直接控制繼電器的激磁回路的通斷。繼電器型輸出模板工作原理n 其電路結(jié)構(gòu)如圖 4—11 所示，其信號流向是：n 信號鎖存器電路的輸出端連接光電耦合電路的原邊側(cè)；光電耦合電路的原邊側(cè) ——LED 二極管與信號鎖存器輸出端電路構(gòu)成信號回路。n 光電耦合電路的副邊側(cè) —— 光電三極管與繼電器的激磁線圈構(gòu)成驅(qū)動信號回路。數(shù)字量輸出模塊電路結(jié)構(gòu)（繼電器）IC2W驅(qū)動接口電路CPU單元 背部總線24VL10VPTR1R2 KA光電耦合電路5V0V數(shù)據(jù)寄存器信號流向繼電器型輸出模板工作原理n 當(dāng)信號鎖存器輸出為 “1”時，信號回路內(nèi)電流流動， LED二極管被驅(qū)動發(fā)光。 LED二極管的驅(qū)動發(fā)光，引起光電耦合電路的副邊側(cè)光電三極管導(dǎo)通。進(jìn)而繼電器的激磁線圈導(dǎo)通，使繼電器的常開觸點閉合，外部控制回路導(dǎo)通，執(zhí)行某個操作內(nèi)容。n 電路中的 L為 LED發(fā)光二極管，用于指示輸出信號狀態(tài)，被安裝于模塊的面板處。 R1是限流控制， R2是指示輸出信號電路限流控制。繼電器型輸出模塊驅(qū)動能力n 輸出模塊驅(qū)動能力決定于繼電器輸出觸點的額定電壓與電流參數(shù)，即繼電器觸點閉合時可通過的最大電流和觸點打開時可承受的最高電壓。 繼電器輸出型接口在 250V AC 以下電路電壓時，可驅(qū)動的負(fù)載能力為：n 純電阻負(fù)載為 2A / 1 點；感性負(fù)載為 80VA 以下（ AC 100V 或 AC 200V ) ；n 燈負(fù)載為 100W以下（ AC 100V 或 AC 200V ）。n 繼電器輸出型接口響應(yīng)時間最慢，從輸出繼電器的線圈得電（或斷電）到輸出觸點 ON （或 OFF）的響應(yīng)時間均為 10ms。晶體管輸出型模板的工作原理