水电之家讯：1．输入回路接线



输入电路是plc接收开关量、模拟量等输入信号的端口，其元器件质量和接线方式是影响控制系统可靠性的重要因素。以开关量输入为例，按钮、行程开关的触点接触要保持良好状态，接线要牢固可靠。机械限位开关是容易产生故障的元件，设计中应尽量选用可靠性高的接近开关代替机械限位开关。此外，按钮触点的选择也会影响系统的可靠性。在设计时，应尽量选用可靠性高的元器件，对于模拟量输入信号来说，常用的有4～20mA、0～20mA直流电流信号以及0～5V、0～10V直流电压信号，电源电压为直流24V。



常用开关量输入模块的信号类型有三种：直流输入、交流输入和交流/直流输入。PLC一般接收行程开关、限位开关等输入的开关量信号。输入接线端子是PLC与外部传感器负载转换信号的端口。输入接线一般指外部传感器与输入端口的接线。



输入器件可以是任何无源的触点或集电极开路的NPN管。输入器件接通时，输入端接通，输入线路闭合，同时输入指示的发光二极管亮。输入端的一次电路与二次电路之间采用光电耦合器隔离。二次电路带RC滤波器，以防止由于输入触点抖动或从输入线路窜入的电噪声引起PLC误动作。若在输入触点电路中串联二极管，串联二极管上的电压应小于4V。若使用带发光二极管的舌簧开关，串联二极管的数目不能超过两只。另外，对于输入接线还应特别注意以下几点：

输入接线一般不要超过30m。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。 输入、输出线不能用同一根电缆，输入、输出线要分开。 PLC所能接收的脉冲信号的宽度应大于扫描周期。 2．PLC控制系统的输入回路



各厂家对PLC的输入电压和电流都有规定，如日本三菱公司F7N系列PLC的输入值为DC 24V、7mA，启动电流为4.5mA，关断电流小于1.5mA，因此，当输入回路串有二极管或电阻（不能完全启动），或者有并联电阻或有漏电流时（不能完全切断），就会有误动作，灵敏度下降，对此应采取措施。另一方面，当输入器件的输入电流大于模块的最大输入电流时，也会引起误动作，应采用弱电流的输入器件，并且选用共漏型输入模块。



当输入信号源为晶体管或者光电开关，输出器件为双向晶闸管或者晶体管，而外部负载又很小时，会因为这类输出器件在关断时有较大的漏电流而使输入电路和外部负载电路不能关断，导致输入与输出信号的错误。为此应在这类输入、输出端并联旁路电阻，应按图1所示方法接一个并联电阻，以减小PLC输入电流和外部负载的电流。旁路电阻可按下式计算：R＜Um/I1





图1 分流电阻接线图

式中：Um为输入信号源或外部负载电压的最大值；I1为输入信号源或输出晶闸管的最大漏电流，I1=0.25IN；IN为输入点或外部负载的额定电流。



如果漏电流大于1.3mA，并联电阻应按下式计算：

R<EON/IMAX

式中：R为并联电阻，EON为负载的工作电压，IMAX为漏电流的最大值。



交流回路主要是交流模块的输入回路，该回路输入的一般是1A或5A的交流电流信号以及24V或230V的交流电压信号，这些信号相对于PLC控制系统来说都是强电信号。该回路的输出部分一般是直接送给A/D转换器标准电压信号（0～5V，0～10V，−10～10V），由A/D转换器进行A/D转换后送给CPU进行处理，所以其输出信号是与后面的微处理器系统有直接联系的弱电信号。这些强电信号与弱电信号之间的关系处理得不好，将对PLC控制系统的EMC带来非常大的影响。



由于电磁干扰是直接由现场的引线进入PLC内部的，所以信号回路要尽量短，并且不能互相交叉，以减小它们彼此之间的相互干扰。在电路设计上，信号前端应考虑增加滤波电路，信号输出端与A/D转换器之间也应该有滤波或隔离电路。信号放大电路可考虑采用差动放大电路，以减小共模干扰带来的影响。对于正常工作中不使用的交流通道不要让它悬空，在其入口和出口（A/D转换器之前）处采取短接或接地措施。



开关量回路包括开关量输入回路，开关量输入回路主要是采集现场一些诸如限位开关的位置等二进制信息。开关量输出回路主要用于将PLC控制系统发出的指令输出以控制相应的对象。这些回路一般也是强电信号回路，而这些信号又都直接与CPU有联系。开关量输入信号经过变换送入CPU进行处理，开关量输出信号是由CPU经过综合各种信息最后作出判断并输出的，所以必须对这些回路进行处理，减小外来的电磁干扰对内部弱电电路的影响。



开关量输入回路的前级信号变换部分应考虑进行滤波。开关量输入信号送给CPU之前必须进行隔离处理，可采用光电隔离，而且两级光电隔离效果会比较好。可在开关量输入板的出口处和CPU板的入口处各设一级光电隔离。



信号的工作频率小于1MHz的低频电路可采用一点接地，当信号频率大于10MHz时，如用一点接地，其地线长度不能超过波长的1/20，否则应采用多点接地。



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