PLC的输入/输出单元简介

    输入/输出单元是PLC与外部设备连接的接口。根据处理信号类型的不同，分为数字量（开关量）输入/输出单元和模拟量的输入/输出单元。数字量信号只有“接通”（“1”信号）和“断开”（“0”信号）两种状态，而模拟量信号的值则是随时间连续变化的量。

   (1)数字量输入/输出单元

    数字量输入单元用来接收按钮、选择开关、行程开关、限位开关、接近开关、光电开关以及压力继电器等开关量传感器的输入信号。

    数字量输出单元用来控制接触器、继电器、电磁阀、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备。

    常见的开关量输入单元有直流输入单元和交流输入单元。图1-4所示为开关量直流输入单元的典型电路，图1-5所示为开关量交流输入单元的典型电路。图1-4和图1-5中点划线框中的部分为PLC内部电路，框外为用户接线。从图1-4和图1-5中可以看到直流和交流输入电路中均采用光耦合器件将现场与PLC内部在电气上隔离开。当输入开关闭合时，光耦合器中的发光二极管发光，光耦合晶体管从截止状态变为饱和导通状态，从而使PLC的输入数据发生改变，同时输入指示灯LED亮。

    图1-4    开关量直流输入单元

    图1-5    开关量交流输入单元

    图1-4和图1-5中电路是对应于一个输入点的电路，同类的各点电路内部结构相同，每点分输入端和公共端(COM)，输入端接输入设备，公共端接电源一极。

    常见的开关量输出单元有晶体管输出型、双向晶闸管输出型和继电器输出型。图1-6所示为晶体管输出型的典型电路，图1-7所示为双向晶闸管输出型的典型电路，图1-8所示为继电器输出型的典型电路。图中点划线框中的电路是PLC的内部电路，框外是PLC输出点的驱动负载电路，各种输出电路均带有输出指示灯LED。晶体管型和双向晶闸管型为无触点输出方式，它们可靠性高，响应速度快，寿命长，但是负载能力有限。晶体管型适用于高频小功率直流负载，双向晶闸管型适用于高速大功率交流负载。继电器型为有触点输出方式，既可带直流负载又可带交流负载，电压适用范围宽，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但动作速度较慢，寿命较短，适用于低频大功率直流或交流负载。

    图1-6    开关量晶体管输出单元

    图1-7    开关量双向晶闸管输出单元

    图1-8    开关量继电器输出单元

   (2)模拟量输入/输出单元

    模拟量输入单元用来接收压力、流量、液位、温度以及转速等各种模拟量传感器提供的连续变化的输入信号。常见的模拟量输入信号有电压型、电流型、热电阻型和热电偶型等。

    模拟量输出单元用来控制电动调节阀、变频器等执行设备，进行温度、流量、压力及速度等PID回路调节，可实现闭环控制。常见的模拟量输出信号有电压型和电流型。