PLC数字量输入电路形式
78章PLC的硬件与工作原理
漏型输入的输入电流流进输入端，源型输入的输入电流从输入端流出。
2．数字量输出电路 继电器输出电路可以驱动直流负载和交流负载，承受瞬时过电压和过电 流的能力较强，动作速度慢，动作次数有限制。 场效应晶体管输出电路只能驱动直流负载。其反应速度快、寿命长，过 载能力稍差。稳压管用来抑制关断过电压和外部的浪涌电压，以保护场效应 晶体管。 CPU 224XPsi具有MOSFET漏型输出，电流从输出端子流入。其他场效应 晶体管型输出的CPU都是MOSFET源型输出，电流从输出端子流出。
功能。编程软件自带Modbus RTU指令库和USS协议指令库，而S7-200需要用户
安装这些库。
1.5 逻辑运算与PLC的工作原理
1.5.1 用触点和线圈实现逻辑运算
用逻辑代数中的1和0来表示数字量控制 系统中变量的两种相反的工作状态。线圈 通电、常开触点接通、常闭触点断开为1 状态，反之为0状态。在波形图中，用高、 低电平分别表示1、0状态。
解：根据互感器额定值计算的一次回路有功功率额定值为
3 10000 1000W 17321000 W 17321kW
互感器一次回路的有功功率与转换后的数字值之间的关系为17321/32000kW/ 字。设转换后的数字为N，如果以kW为单位显示功率P，采用定点数运算时 的计算公式为P = N 17321 / 32000。
3 ．位置控制功能 S7-200 SMART有很强的位置控制功能，相当于集成了3块S7-200昂贵的位置 控制模块的功能。 4． I/O扩展模块 S7-200 SMART有多种数字量扩展模块和模拟量扩展模块。 5．信号板与通信模块 有5种安装在CPU内的信号板，EM DP01 通信模块可以作DP从站和MPI从站。 6． S7-200 SMART与S7-200的指令和软件功能的比较
PLC常用的输入输出元件
PLC常用的输入输出元件输入（Input）模块和（Output）模块简称为I/O模块，它们是PLC系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场设备和CPU模块的桥梁。
CPU模块集成了输入电路和输出电路。
而无论是输入模块采集信号还是输出模块输出信号，都需要一些外部元件设备的帮忙，这次我们来就简单的介绍一下PLC常用的输入输出元件。
➢按钮按钮是主令元件，只能发信号给PLC，当PLC接收到按钮的电压变化，即0到1或者是1到0或通、断信号后，根据PLC中的逻辑控制程，计算控制结果，然后输出到阀，或电机，或继电器，使设备工作。
一般按钮按到PLC的输入点后，电压到时，会通过光藕合管发信号映像到PLC的输入区。
➢选择开关选择开关是把分接选择器和切换开关的功能结合在一起，能承载、通断电流的一种开关装置。
有2段、3段和组合开关。
万能开关及凸轮转换器这些都是选择开关。
常用的就是转换开关。
具体实现什么功能，主要根据程序和电路来决定。
主要就是各种设备的操作功能的转换➢拨码开关拨码开关（也叫DIP开关，拨动开关，超频开关，地址开关，拨拉开关，数码开关，指拨开关）是一款用来操作控制的地址开关，采用的是0/1的二进制编码原理。
通俗的说也就是一款能用手拨动的微型的开关，所以也通常叫指拨开关的也很多。
数字电路通常用 BCD 码表示十进制，用高、低电平表示二进制的 1 、0 ，拨码开关内部的机械触点把对应的十进制数转换成 8421码（BCD 码的一种），用来输入数据。
如定时器的定时时间、信号发生器的频率、计数器的脉冲数量等参数。
➢限位开关限位开关又称行程开关，可以安装在相对静止的物体（如固定架、门框等，简称静物）上或者运动的物体（如行车、门等，简称动物）上。
当动物接近静物时，开关的连杆驱动开关的接点引起闭合的接点分断或者断开的接点闭合。
由开关接点开、合状态的改变去控制电路和电机。
限位开关的应用方面很多，很多电器里面都有它的身影。
它主要是起连锁保护的作用。
PLC与光电开关接线
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，各厂商的单端共点（Com）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 习惯采用负极共点；日系PLC供应欧洲市场也按欧洲习惯采用负极共点；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）。
【NPN与PNP简析】PLC输入端的类型及输出接线
【NPN与PNP简析】PLC输入端的类型及输出接线前言我们知道PLC数字输入模块为了防止外界线路产生的干扰(如尖峰电压，干扰噪声等)引起PLC的非正常工作甚至是元器件的损坏，一般在PLC的输入侧都采用光耦来切断PLC内部线路和外部线路电气上的联系，保证PLC的正常工作，并且在输入线路中都设有RC滤波电路，以防止由于输入点抖动或外部干扰脉冲引起的错误信号。
PLC的输入电路，按外接电源的类型分，可以分为直流输入电路和交流输入电路；按PLC输入模块公共端(COM端)电流的流向分可分为源输入电路和漏输入电路；按光耦发光二极管公共端的连接方式可分为共阳极和共阴极输入电路。
源型和漏型一般针对的是晶体管电路而言的。
从字面上的意思就可以理解，漏型指的是信号漏掉即信号的流岀，而源型刚好就相反，指的是信号的流入，既然是根据信号的流入或是流出来判断，那么就要有一个参考点，判断电流是从这个参考点流入还是流出的，不同的PLC对于使用的这个参考点。
1、首先PLC输入端的类型按流入公共端电流的流向分类①、源型输入电路源型是电流从公共端流入。
设计线路时，注意源型输入是指公共端采用共正方式②、漏型输入电路漏型是电流从公共端流出, 设计线路时，注意漏型输入是指公共端采用共负方式。
在西门子PLC的接线的过程中，若需要把信号输入端接成源型输入，则需要把公共端M接入到电压的24V端，而这种接法又可以称为共阳极接法。
若需要把信号输入端接成漏型接法，则需要把公共端M 接入到电压0V。
这种接法有可称为共阴极接法。
如下图所示2、NPN与PNP型传感器其实就是利用三极管的饱和和截止，输出两种状态，属于开关型传感器。
但输出信号是截然相反的，即高电平和低电平。
PNP输出是高电平1，NPN输出的是低电平0。
①、PNP是指当有信号触发时，信号输出线OUT和电源线VCC 连接，相当于输出高电平的电源线。
NPN传感器接入PLC（对于西门子PLC来说是源型输入接法）电流走向:24V+----COM端----I0.0(电流从I点流出)- ---传感器out端----传感器0V端----0V。
计算机控制系统数字量输入输出接口与过程通道
2.4模拟量输入接口与过程通道
2.4.1 模拟量输入通道的组成
2.4.2 信号调理和I/V变换
1.信号调理电路 信号调理电路主要通过非电量的转换、信号 的变换、放大、滤波、线性化、共模抑制及隔离 等方法，将非电量和非标准的电信号转换成标准 的电信号。信号调理电路是传感器和A/D之间以 及D/A和执行机构之间的桥梁，也是测控系统中 重要的组成部分。 （1）非电信号的检测-不平衡电桥 （2）信号放大电路 1)基于ILC7650的前臵放大电路
VOUT 2
D n 2
R3 R3 D ( VREF VOUT1 ) VREF ( n1 1) R1 R2 2
2.5.4 V/I变换
1.集成V/I转换器ZF2B20
2.集成V/I转换器AD694
2.5.5 模拟量输出通道模板举例
图2-47 PCL-726板卡组成框图
2. D/A 转换程序流程 D/A 转换程序流程如下（以通道1为例）： （1）选择通道地址n=1（n=1～6）。 （2）确定D/A高4位数据地址（基地址+00）。 （3）臵 D/A高4位数据(D3～DO 有效 )。 （4）确定D/A低8位数据地址（基地址+01）。 （5）臵 D/A低8位数据并启动转换。 3. 程序设计举例 PCL-726 的D/A 输出、数字量输入等操作均不需要状态查询，分辨率为12位， 000H～0FFFH分别对应输出0%～100%，若输出50%，则对应的输出数字量为7FFH， 设基地址为220H，D/A通道l输出50%的程序如下： C语言参考程序段如下： outportb ( 0x220 , 0x07 ) // D/A 通道l 输出50% outportb ( 0x221 , 0xff ) 汇编语言参考程序如下：（基地址为220H ）： MOV AL， 07H ；D/A 通道l 输出50% MOV DX， 0220H OUT DX， AL MOV DX， 0221H MOV AL， 0FFH
PLC的接线方法和原理说明
PLC的接线方法和原理说明1、概述PLC的数字量输入接口并不复杂，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，由于有区别，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。
2、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、词语的概述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。
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。
3、按电源配置类型（1）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。
PLC与接近、光电、行程、磁性开关
PLC与接近开关、光电开关的接线问题摘要：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，各厂商的单端共点（Com）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习惯采用负极共点；日系PLC供应欧洲市场也按欧洲习惯采用负极共点；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。
PLC模拟量输入和数字量输入是什么
PLC模拟量输⼊和数字量输⼊是什么
数字信号输⼊输出: 就是开关闭合，断开。
输出: 就是⼀个数值。
⽐如：液位1.5⽶，温度30度，这样的数。
输⼊单元
输⼊单元是PLC与被控设备相连的输⼊接⼝，是信号进⼊PLC的桥梁，它的作⽤是接收主令元件、检测元件传来的信号。
输⼊的类型有直流输⼊、交流输⼊、交直流输⼊。
输出单元
输出单元也是PLC与被控设备之间的连接部件，它的作⽤是把PLC的输出信号传送给被控设备，即将中央处理器送出的弱电信号转换成电平信号，驱动被控设备的执⾏元件。
输出的类型有继电器输出、晶体管输出、晶闸门输出。
扩展资料：
PLC⼯作原理
当可编程逻辑控制器投⼊运⾏后，其⼯作过程⼀般分为三个阶段，即输⼊采样、⽤户程序执⾏和输出刷新三个阶段。
完成上述三个阶段称作⼀个扫描周期。
在整个运⾏期间，可编程逻辑控制器的CPU以⼀定的扫描速度重复执⾏上述三个阶段。
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PLC 数字量输入模块电路的形式
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，并结合传感器常见的NPN和PNP输出，给出了和不同的PLC电路形式连接时的接线方法。
关键词：PLC 源输入漏输入NPN输出PNP输出
1 引言
PLC 控制系统的设计中，虽然接线工作占的比重较小，大部分工作还是PLC 的编程设计工作，但它是编程设计的基础，只要接线正确后，才能顺利地进行编程设计工作。
而保证接线工作的正确性，就必须对PLC 内部的输入输出电路有一个比较清楚的了解。
我们知道，PLC 数字输入模块为了防止外界线路产生的干扰（如尖峰电压，干扰噪声等）引起PLC 的非正常工作甚至是元器件的损坏，一般在PLC 的输入侧都采用光耦，来切断PLC 内部线路和外部线路电气上的联系，保证PLC 的正常工作。
并且在输入线路中都设有RC 滤波电路，以防止由于输入点抖动或外部干扰脉冲引起的错误信号。
2 输入电路的形式
2.1 分类
PLC 的输入电路，按外接电源的类型分，可以分为直流输入电路和交流输入电路；按PLC 输入模块公共端（COM 端）电流的流向分，可分为源输入电路和漏输入电路；按光耦发光二极管公共端的连接方式可分为共阳极和共阴极输入电路。
如下图1所示：
图1 PLC输入电路的分类
2.2 按外接电源的类型分类
2.2.1 直流输入电路
图2 为直流输入电路的一种形式（只画出一路输入电路）。
当图1 中外部线路的开关闭合时，PLC 内部光耦的发光二极管点亮，光敏三极管饱和导通，该导通信号再传送给处理器，从而CPU 认为该路有信号输入；外界开关断开时，光耦中的发光二极管熄灭，光敏三极管截止，CPU 认为该路没有信号。
图2 直流输入电路
2.2.2 交流输入电路
交流输入电路如图3 所示，可以看出，与直流输入电路的区别主
要就是增加了一个整流的环节。
交流输入的输入电压一般为AC120V 或230V。
交流电经过电阻R的限流和电容C的隔离(去除电源中的直流成分)，再经过桥式整流为直流电，其后工作原理和直流输入电路一样，不再缀述。
图3 交流输入电路
从以上可以看出，由于交流输入电路中增加了限流、隔离和整流三个环节，因此，输入信号的延迟时间要比直流输入电路的要长，这是其不足之处。
但由于其输入端是高电压，因此输入信号的可靠性要比直流输入电路要高。
一般，交流输入方式用于有油雾、粉尘等恶劣环境中，对响应性要求不高的场合，而直流输入方式用于环境较好，电磁干扰不严惩，对响应性要求高的场合。
2.3 按流入公共端电流的流向分类
2.3.1 漏型输入电路
漏型输入电路如图4所示，此时，电流从PLC 公共端（COM端或M端）流进，而从输入端流出，即PLC 公共端接外接DC电源的正极。
图4 漏型输入电路
此图只是画出了一路的情形，如果输入有多路，所有输入的二极管阳极相连，就构成了共阳极电路。
如图5所示。
图5 共阳极电路
三菱A系列PLC的AX40/41/42/50/60及Q系列的QX40/41/42等输入模块均属于漏型输入模块。
2.3.2 源型输入电路
图3所示的电路也是源型输入电路的形式，此时，电流的流向正好和漏型的电路相反。
源型输入电路的电流是从PLC的输入端流进，而从公共端流出，即公共端接外接电源的负极。
如果所有输入回路的二极管的阴极相连，就构成了共阴极电路，如图6所示：
图6 共阴极电路
三菱A系列PLC的AX80/81/82及Q系列的QX80/81的输入模块均属于此类输入电路。
2.3.2 混合型输入电路
因为此类型的PLC 公共端既可以流出电流，也可以流出电流（既PLC公共端既可以接外接电源的正极，也可以接负极），同时具有源输入电路和漏输入电路的特点，所以我们可以姑且把这种输入电路称为混合型输入电路。
其电路形式如图7所示。
图7 混合型电路
作为源输入时，公共端接电源的负极；作为漏输入时，公共端接
电源的正极。
这样，可以根据现场的需要来接线，给接线工作带来极大的灵活。
三菱A系列PLC的AX50-S1/60-S1/70/71/81-S1及Q系列的QX70/71/72。
这里需要说明的是，三菱和SIEMENS关于“源输入”和“漏输入”电路的划分正好相反，以上是按三菱的划分方法来介绍的，这点在使用过程中要注意。
SIEMENS S7-300/400系列PLC的直流输入模块大多为漏型输入（公共端接外部电源的负极。
注：按SIEMENS的划分方法）。
在S7-300系列PLC中，只有SM321（-IBH50-）输入模块为源输入（公共端接正。
注：按SIEMENS的划分方法），S7-400系列PLC中则没有源输入模块。
小型PLC S7-200的输入模块则全部为混合型输入形式。
在大的项目中不建议使用，因此种输入形式虽然接线方便，但容易造成电源的混乱。
3 外接开关量信号和PLC输入电路的连接
PLC外接的输入信号，除了像按钮一些干节点信号外，现在一些传感器还提供NPN和PNP集电极开路输出信号。
干节点和PLC输入模块的连接比较简单，这里主要不再缀述。
而对于不同的PLC输入电路，到底是使用NPN输入还是PNP输入有时感到无所适从。
下面主要介绍一下这两种输入和PLC输入电路的连接。
3.1 NPN和PNP输出电路的形式
如图8和图9所示，分别是NPN和PNP输出电路的一种形式。
图8 NPN集电极开路输出图9 PNP集电极开路输出
从图8和图9可以看出，NPN集电极开路输出电路的输出OUT端通过开关管和0V连接，当传感器动作时，开关管饱和导通，OUT端和0V相通，输出0V低电平信号；PNP集电极开路输出电路的输出OUT端通过开关管和+V连接，当传感器动作时，开关管饱和导通，OUT端和+V相通，输出+V高电平信号。
3.2 NPN和PNP输出电路和PLC输入模块的连接
3.2.1 NPN集电极开路输出
由以上分析可知，NPN集电极开路输出为0V，当输出OUT端和PLC输入相连时，电流从PLC的输入端流出，从PLC的公共端流入，此即为PLC的漏型电路的形式，即：NPN集电极开路输出只能接漏型或混合式输入电路形式的PLC，连接图如图10所示：
图10 NPN集电极开路输出和PLC的连接
3.2.2 PNP集电极开路输出
PNP集电极开路输出为+V高电平，当输出OUT端和PLC输入相连时，电流从PLC的输入端流入，从PLC的公共端流出，此即为PLC的源型电路的形式，即：PNP集电极开路输出只能接源型或混合型输入电路形式的PLC，连接图如图11所示：
图11 PNP集电极开路输出和PLC的连接
4 结束语
正是由于PLC输入模块电路形式和外接传感器输出信号的多样性，我们在PLC输入模块接线前要充分了解PLC输入电路的类型和传感器输出信号的形式，只有这样，才能确保PLC输入模块接线正确无误，为后续的PLC编程和调试工作打下一个良好的基础。