西門子模塊6ES7312-1AE14-0AB0

PLC輸入外部電路的外部節(jié)點(diǎn)形式共分為以下三種：

1、無源節(jié)點(diǎn)輸入，即：開關(guān)節(jié)點(diǎn)輸入。

2、NPN和PNP節(jié)點(diǎn)輸入

3、二極管輸入

下面，就這三種節(jié)點(diǎn)輸入的形式及接線方式簡單說明一下。

1、無源節(jié)點(diǎn)輸入（開關(guān)量輸入）

此種節(jié)點(diǎn)形式是PLC輸入用的最多的一種形式。使用此種形式時(shí)，只要注意PLC的輸入公共端是共陽極還是共陰極就行了。如為共陽極，則通過開關(guān)節(jié)點(diǎn)引入的應(yīng)該是負(fù)極，如為共陰極，則經(jīng)過開關(guān)節(jié)點(diǎn)引入的應(yīng)該是正極。如下圖所示（括號內(nèi)為共陽極時(shí)）：

２、NPN和PNP節(jié)點(diǎn)輸入

一些傳感器或接近開關(guān)的輸出節(jié)點(diǎn)是NPN或PNP節(jié)點(diǎn)形式。這時(shí)，做為PLC的輸入是選NPN還是PNP節(jié)點(diǎn)，一方面要看要看PLC的接線形式而定，另外還要看傳感器或接近開關(guān)的接線形式。下面舉例來說明：

如下圖所示，傳感器的輸出是NPN形式的。從圖中負(fù)載接線可知，傳感器動(dòng)作時(shí)，輸出0V（黑線④處）。這就要求，PLC的公共端（COM）是正極。因此，對于此線路，當(dāng)PLC的公共端接（CON）正極時(shí)，PLC的輸入就只能用NPN形式。

下圖正好相反，當(dāng)傳感器動(dòng)作時(shí)，其輸出為正極（黑線④處）。此時(shí)，就要求PLC的公共端（COM）接負(fù)極。因此，對于此線路，當(dāng)PLC的公共端接負(fù)極時(shí)，PLC的輸入就只能用PNP的形式。

PLC的輸入節(jié)點(diǎn)到底是采用PNP還是NPN的形式，其實(shí)大不可必死記。只要明白PLC輸入內(nèi)部的電路原理就行了，即：采用PNP還是NPN節(jié)點(diǎn)，都必須保證PLC輸入電路內(nèi)部的光電耦合部分的發(fā)光二極管得電。

以上兩例是以西門子PLC為例，西門子PLC輸入內(nèi)部線路的光電耦合的公共端可以是共陰極或共陽極，因此，在考慮使用NPN或PNP輸入時(shí)，可以改變公共端（COM）的正極或負(fù)極來分別使用；而對于三菱FX系列的PLC，因光電耦合的公共端是固定采用共陽極的，因此公共端只能接正極，輸入也就只能使用NPN節(jié)點(diǎn)輸入方式了。

3、串二極管輸入

有時(shí)，需要在PLC的輸入節(jié)點(diǎn)中串入一個(gè)發(fā)光二極管來為指示。如下圖所示：

此時(shí)，一般PLC都會(huì)規(guī)定串入二極管的允許電壓降及允許串入的二極管的個(gè)數(shù)。比如，上圖所示的FX系列的PLC規(guī)定，發(fā)光二極管允許電壓降為4V，最多允許中時(shí)串入2個(gè)。

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一般認(rèn)為輸入點(diǎn)數(shù)是按系統(tǒng)輸入信號的數(shù)量來確定的。但在實(shí)際應(yīng)用中，通過以下措施可達(dá)到節(jié)省PLC輸入點(diǎn)數(shù)的目的，下面以FX1N系列PLC來介紹。

（1）分組輸入  如圖1所示，系統(tǒng)有“手動(dòng)"和“自動(dòng)"兩種工作方式。用X000來識別使用“自動(dòng)"還是“手動(dòng)"操作信號，“手動(dòng)"時(shí)的輸入信號為SB0～SB3，“自動(dòng)"時(shí)的輸入信號為S0～S3，如果按正常的設(shè)計(jì)思路，那么需要X000～X007一共8個(gè)輸入點(diǎn)，若按圖1的方法來設(shè)計(jì)，則只需X001～X004一共4個(gè)輸入點(diǎn)。圖中的二極管用來切斷寄生電路。如果圖中沒有二極管，系統(tǒng)處于自動(dòng)狀態(tài)，SB0、SB1、S0閉合S1斷開，這時(shí)電流從COM端子流出，經(jīng)SB0、SB1、S0形成寄生回路流入X000端子，使輸入位X002錯(cuò)誤地變?yōu)镺N。各開關(guān)串聯(lián)了二極管后，切斷了寄生回路，避免了錯(cuò)誤的產(chǎn)生。但使用該方法應(yīng)考慮輸入信號強(qiáng)弱。

圖1  分組輸入

（2）矩陣輸入  如圖2所示為4×4矩陣輸入電路，它使用PLC的四個(gè)輸入點(diǎn)（X000～X003）和四個(gè)輸出點(diǎn)（Y000～Y003）來實(shí)現(xiàn)16個(gè)輸入點(diǎn)的功能，特別適合PLC輸出點(diǎn)多而輸入點(diǎn)不夠的場合。當(dāng)Y000導(dǎo)通時(shí)，X000～X003接受的是Q1～Q4送來的輸入信號；當(dāng)Y001導(dǎo)通時(shí)，X000～X003接受的是Q5～Q8送來的輸入信號；當(dāng)Y002導(dǎo)通時(shí)，X000～X003接受的是Q9～Q12送來的輸入信號；當(dāng)Y003 導(dǎo)通時(shí)，X000～X003接受的是Q13～Q16送來的輸入信號。將Y000的常開點(diǎn)與X000～X003串聯(lián)即為輸入信號Q1～Q4；將Y1的常開點(diǎn)與X000～X003串聯(lián)即為輸入信號Q5～Q8；將Y002的常開點(diǎn)與X000～X003串聯(lián)即為輸入信號Q9～Q12；將Y003的常開點(diǎn)與X000～X003串聯(lián)即為輸入信號Q13～Q16。

圖2  矩陣輸入

使用時(shí)應(yīng)注意的是除按圖2進(jìn)行接線外，還必須有對應(yīng)的軟件來配合，以實(shí)現(xiàn)Y000～Y003輪流導(dǎo)通；同時(shí)還要保證輸入信號的寬度應(yīng)大于Y000～Y003輪流導(dǎo)通一遍的時(shí)間，否則可能丟失輸入信號。該方法的缺點(diǎn)是使輸入信號的采樣頻率降低為原來的三分之一，而且輸出點(diǎn)Y000～Y003不能再使用。

（3）組合輸入  對于不會(huì)同時(shí)接通的輸入信號，可采用組合編碼的方式輸入。如圖3所示，三個(gè)輸入信號SB0～SB2只占用兩個(gè)輸入點(diǎn)，M0～M2圖3  組合輸入

分別代表SB0～SB2。

（4）輸入設(shè)備多功能化  在傳統(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)中，一個(gè)主令（按鈕、開關(guān)等）只產(chǎn)生一種功能的信號。在PLC控制系統(tǒng)中，一個(gè)輸入設(shè)備在不同的條件下可產(chǎn)生不同的信號，如一個(gè)按鈕既可用來產(chǎn)生啟動(dòng)信號，又可用來產(chǎn)生停止信號。如圖4所示，只用一個(gè)按鈕通過X000去控制Y000的“通"與“斷"。即第一次接通X000時(shí)Y000“通"再次接通X000時(shí)Y000“斷"。

圖4  用一個(gè)按鈕控制的啟動(dòng)、保持、停止電路

（5）輸入觸點(diǎn)的合并  將某些功能相同的開關(guān)量輸入設(shè)備合并輸入（常閉觸點(diǎn)串聯(lián)輸入、常開觸點(diǎn)并聯(lián)輸入）。一些保護(hù)電路和報(bào)警電路常常采用此法。

如果外部某些輸入信號總是以某種“與或非"組合的整體形式出現(xiàn)在梯形圖中，可以將它們對應(yīng)的某些觸點(diǎn)在可編程序控制器外部串并聯(lián)后作為一個(gè)整體輸入可編程序控制器，只占可編程序控制器的一個(gè)輸入點(diǎn)。

例如某負(fù)載可在多處啟動(dòng)和停止，可以將多個(gè)啟動(dòng)信號并聯(lián)，將多個(gè)停止信號串聯(lián)，分別送給可編程序控制器的兩個(gè)輸入點(diǎn)，如圖5所示。與每一個(gè)啟動(dòng)信號和停止信號占用一個(gè)輸入點(diǎn)的方法相比，不僅節(jié)約了輸入點(diǎn)，還簡化了梯形圖電路。

圖5  輸入觸點(diǎn)的合并

（6）某些輸入信號不進(jìn)入PLC  系統(tǒng)中有些信號功能簡單、涉及面窄，如圖6中的手動(dòng)按鈕、過載保護(hù)的熱繼電器觸點(diǎn)等，有時(shí)就沒有必要作為PLC的輸入，將它們設(shè)計(jì)在PLC外圍的硬件電路中同樣可以滿足控制要求。如果外部硬件電路過于復(fù)雜，則應(yīng)考慮仍將有關(guān)信號送入可編程序控制器，

圖6  輸入信號設(shè)在PLC外部用梯形圖來實(shí)現(xiàn)連鎖。

（7）利用RUN口  大多PLC有RUN口，而且只有該口接通（RUN到COM之間用導(dǎo)線短接）時(shí)，PLC才能運(yùn)行，因此，可將某些輸入信號送入RUN口。在進(jìn)行電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，曾將電梯牽引電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)的熱繼電器常閉觸點(diǎn)、安全窗開關(guān)的常開觸點(diǎn)、安全鉗開關(guān)的常開觸點(diǎn)、上下限位開關(guān)的常閉觸點(diǎn)等串入到RUN口到COM之間的連線上。當(dāng)出現(xiàn)牽引電動(dòng)機(jī)過載、安全窗被打開、安全鉗動(dòng)作及沖頂和沉底等故障情況時(shí)，RUN口被切斷，PLC停止運(yùn)行，既保證了電梯和乘客的安全，又可以督促維修人員進(jìn)行維修。這樣做有以下兩點(diǎn)好處，一是牽引電動(dòng)機(jī)過載、安全窗被打開等故障信號不送到PLC內(nèi)，也就不占用PLC的輸入口；二是不通過軟件實(shí)現(xiàn)保護(hù)，可以簡化控制程序