PLC輸入輸出回路的接線原理

楊莉

（江蘇聯合職業技術學院無錫機電分院江蘇無錫214028）

PLC輸入輸出回路的接線原理

楊莉

（江蘇聯合職業技術學院無錫機電分院江蘇無錫214028）

PLC控制系統運行中，外部故障遠高于PLC本身，所以在設計系統時，輸入輸出接口電路內部接線采用封閉式結構，接口單元采用開放式結構，接線方便。在教學用的PLC設備中，學生不能直觀看到整個接線回路，經常無法理解輸入輸出接口的接線原理。本文就PLC外部接線時，輸入輸出回路的接線原理，進行了分析和總結。

PLC；輸入電路；輸出電路

引言

可編程控制器（PLC）是專門為工業控制應用而設計的一種通用控制器。PLC及其網絡具有優良的性能和高可靠性，已成為工廠中首選的工業控制裝置，成為工業自動化的三大支柱之首。PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程裝置等組成，其輸入模塊和輸出模塊又簡稱為I/O模塊，他們是聯系外部現場設備和CPU模塊的橋梁。

I/O模塊上的輸入/輸出接口，是PLC與現場I/O設備或其它外部設備之間的連接部件。PLC通過輸入接口把外部設備（如開關、按鈕、傳感器）的狀態或信息讀入CPU，通過用戶程序的運算與操作，把結果通過輸出接口傳遞給執行機構（如電磁閥、繼電器、接觸器等）。因為PLC控制系統運行中，外部故障遠高于PLC本身，所以在設計系統時，接口單元經常采用開放式結構，方便接線。

在輸入/輸出接口電路中，一般均配有電子變換、光耦合器和阻容濾波等電路，以實現外部現場的各種信號與系統內部統一信號的匹配和信號的正確傳遞。這些元器件在設計時經常采用封閉式結構。在職業類學校，學生的實訓課程中，接線操作就是I/O模塊的接口單元上進行。因模塊內部采用封閉式結構，學生在接線過程中，不能直觀看到整個接線回路，對輸入輸出接線原理無法理解。現在就I/O模塊輸入輸出接口的接線原理進行分析。

1 輸入接口電路

輸入電路是PLC接收信號的端口，在輸入接口電路中，每一個輸入端子可接收一個來自用戶設備的離散信號，即外部輸入器件可以是無源觸點，如按鈕、開關、行程開關等，也可以是有源器件，如各類傳感器、接近開關、光電開關等。直流輸入型PLC接口電路如圖1所示。在模塊內部，發光二極管1（LED）用來顯示某一路輸入端子是否有信號輸入。發光二極管2發出的光被三極管接收到，并把信號傳輸到內部電路中。這樣，就把外部的開關量信號轉化為PLC內部能接受的數字信號。

圖1 直流輸入接口電路

在模塊外部，輸入器件與COM口的接線方式是根據設備所用的三線制傳感器類型決定的。三線制傳感器分為PNP型和NPN型，一般有三條引出線，即電源線VCC，0V線，out信號輸出線。

PNP型是指當有信號觸發時，信號輸出線out和電源線VCC連接，相當于輸出高電平的電源線。NPN型是指當有信號觸發時，信號輸出線out和0V線連接，相當于輸出低電平，0V。我們一般常用的是PNP型，即高電平有效狀態，NPN很少使用。因此學校PLC設備中，輸入接口單元的COM口接高電平，即圖1中直流電源的正極接在COM口上，負極接在外部輸入器件的一端。

2 輸出接口電路

輸出接口電路采用光電耦合電路，將CPU處理完的信號轉換為現場需要的強電信號輸出，用以驅動執行元件（如接觸器、電磁閥等外部設備）。為適應不同負載需要，各類PLC的輸出都有三種類型的接口電路，即繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸出。

上述三種類型的輸出接口電路中，繼電器輸出型最常用，它適用于交、直流負載，其特點是帶負載能力強，但動作頻率與相應速度慢。晶體管輸出型適用于直流負載，其特點是動作頻率高，相應速度塊，但帶負載能力小。晶閘管輸出型適用于交流負載，相應速度快，帶負載能力不強。在學校的實訓設備中，常用繼電器輸出型接口電路。

圖2 繼電器輸出型PLC輸出接口電路

繼電器輸出型接口電路中，當CPU根據用戶程序的運算把輸出信號送入PLC的輸出映像區后，通過內部總線把輸出信號送到鎖存器中。當輸出鎖存器的對應位為“1”時，其對應的發光二極管（LED）導通發光，繼電器的線圈帶電，其觸點則把負載和電源連通起來，使得負載獲得電流；當輸出鎖存器的對應位為“0”時，其對應的發光二極管（LED）不導通，線圈不帶電，其觸點則把負載L和電源隔斷，使得負載不會獲得電流。

在輸出接口電路中，外部負載直接與PLC輸出端子相連，負載電源可以是直流負載電源，也可以是交流負載電源，由用戶根據負載要求自行配備。在圖2中，負載直流電源與COM口的兩種連接方式都是可以的，是在制作設備時，統一規劃好的。

3 總結

在理解PLC輸入輸出接口接線原理后，在PLC實際應用中，接線時還應考慮到電路的安全性和可靠性，一定要對PLC控制系統進行具體分析，選擇最佳接線方式，才能真正實現PLC控制系統的安全可靠性。

[1]姜久超.PLC輸入輸出接口的正確使用.

[2]胡海清，劉雪雪，主編.PLC與自動生產線技術.

TM571

A

1004-7344（2016）30-0263-01

2016-10-10