科學技術是人類社會存在和發展的基石,技術不但需要,而且還應該與時俱進,隨著社會發展的需要得到加強和升華。PLC與傳感器技術發展迅猛,是當代工業控制發展的重要標志。PLC可以接收來自傳感器的各種信號,并應用之完成各種所需的操作。
PLC的輸入/輸出接口并不復雜,我們知道PLC為了提高抗干擾能力,輸入/輸出接口都采用光電耦合器來隔離輸入/輸出信號與內部處理電路的傳輸。因此,輸入/輸出端的信號只是驅動光電耦合器的內部LED導通,被光電耦合器的光電管接收,即可使外部輸入/輸出信號可靠傳輸。下面就從PLC的輸入/輸出接口電路,談一下PLC與傳感器的連接及應用。
一、輸入/輸出接口電路
1.輸入接口電路
輸入接口是連接PLC與其他外設之間的橋梁。生產設備的控制信號通過輸入接口傳送給CPU。
開關量輸入接口用于連接按鈕、選擇開關、行程開關、接近開關和各類傳感器傳來的信號,PLC輸入電路中有光電耦合器隔離,并設有RC濾波器,用以消除輸入觸點的抖動和外部噪聲干擾。當輸入開關閉合時,一次電路中流過電流,輸入指示燈亮,光電耦合器被激勵,三極管從截止狀態變為飽和導通狀態,這是一個數據輸入過程。在一般整體式PLC中,直流輸入接口都使用PLC本機的直流電源供電,不再需要外接電源。
2.開關量輸入接口信號的主要功能
(1)計量控制:產品或零件的自動計量;檢測計量器、儀表的指針范圍而控制數或流量;檢測浮標控制測面高度,流量;檢測不銹鋼桶中的鐵浮標;儀表量程上限或下限的控制;流量控制,水平面控制。
(2)尺寸控制:金屬板沖剪的尺寸控制裝置;自動選擇、鑒別金屬件長度;檢測自動裝卸時堆物高度;檢測物品的長、寬、高和體積。
(3)計數及控制:檢測生產線上流過的產品數;高速旋轉軸或盤的轉數計量;零部件計數。
(4)檢測異常:檢測瓶蓋有無;產品合格與不合格判斷;檢測包裝盒內的金屬制品缺乏與否;區分金屬與非金屬零件;產品有無標牌檢測;起重機危險區報警;安全扶梯自動啟停。
(5)檢測物體存在有否:檢測生產包裝線上有無產品包裝箱;檢測有無產品零件。
(6)轉速與速度控制:控制傳送帶的速度;控制旋轉機械的轉速;與各種脈沖發生器一起控制轉速和轉數。
(7)檢驗距離:檢測電梯、升降設備的停止、起動、通過位置;檢測車輛的位置,防止兩物體相撞檢測;檢測工作機械的設定位置,移動機器或部件的極限位置;檢測回轉體的停止位置,閥門的開或關位置;檢測氣缸或液壓缸內的活塞移動位置。
3.輸出接口電路及功能
輸出接口用于連接繼電器、接觸器、電磁閥線圈,是PLC的主要輸出口,是連接PLC與外部執行元件的橋梁。PLC有三種輸出方式:繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸出。其中繼電器輸出型為有觸點的輸出方式,可用于直流或低頻交流負載;晶體管輸出型和晶閘管輸出型都是無觸點輸出方式,前者適用于高速、小功率直流負載,后者適用于高速、大功率交流負載。
二、輸入/輸出接口器件的接線
1.輸入接口器件的接線
PLC的輸入接口連接輸入信號,器件主要有開關、按鈕及各種傳感器。在接入PLC時,每個觸點的兩個接頭分別連接一個輸入點及輸入公共端。PLC的開關量輸入接線點都是螺釘接入方式,每一位信號占用一個螺釘。輸入公共端在某些PLC中是分組隔離的,例如在FX2N機型是連通的。對于一些無源器件,PLC內部電源能為每個輸入點大約提供7mA作電流,這也就限制了線路的長度。PLC與三線傳感器之間的連接,三線傳感器由PLC的+24端子供電,也可以由外部電源供電;PLC與兩線傳感器之間的連接,兩線傳感器由PLC的內部供電。當采用接近開關、光電開關等兩線式傳感器時,由于傳感器的漏電流較大,可能出現錯誤的輸入信號而導致PLC的誤動作,此時可在PLC輸入端并聯旁路電阻。
2.輸出接口器件的接線
PLC的輸出接口上連接的器件主要是繼電器、接觸器、電磁閥的線圈、指示燈、蜂鳴器等。這些器件均采用PLC機外的專用電源供電,PLC內部不過是提供一組開關接點。接入時線圈的一端接輸出點螺釘,一端經電源接輸出公共端。由于輸出端口連接線圈種類多,所需的電源種類及電壓不同,輸出端口公共端常分為許多組,一般4點為一組,而且組間是隔離的。PLC輸出端口的電流定額一般為2A,大電流的執行器件需配裝中間繼電器。
3.輸出接口器件接線的注意事項
PLC與輸出設備連接時,不同組(不同公共端)的輸出點,其對應輸出設備(負載)的電壓類型、等級可以不同,但同組(相同公共端)的輸出點,其電壓類型和等級應該相同。要根據輸出設備電壓的類型和等級來決定是否分組連接。
PLC的輸出端經常連接的是感性輸出設備(感性負載),為了抑制感性電路斷開時產生的電壓使PLC內部輸出元件造成損壞。因此當PLC與感性輸出設備連接時,如果是直流感性負載,應在其兩端并聯續流二極管;如果是交流感性負載,應在其兩端并聯阻容吸收電路。
三、結束語
目前PLC數字量輸入端口一般分單端共點與雙端輸入,各廠商的單端共點(COM)的接口有光電耦合器正極共點與負極共點之分,由于這些區別,用戶在選配外部傳感器時接法上需要一定的區分與了解,只有這樣才能正確使用PLC與傳感器。PLC輸入接口電路形式和外接元件(傳感器)輸出信號形式的多樣性,因此在PLC輸入模塊接線前必要了解PLC輸入電路形式和傳感器輸出信號的形式,才能確保PLC輸入模塊接線正確無誤,在實際應用中才能游刃有余,為后期的編程工作和系統穩定奠定基礎。
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本文標題:傳感器與PLC的連接及應用