西門子模塊6ES7312-1AE14-0AB0

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PLC輸入外部電路的外部節(jié)點形式共分為以下三種：

1、無源節(jié)點輸入，即：開關(guān)節(jié)點輸入。

2、NPN和PNP節(jié)點輸入

3、二極管輸入

下面，就這三種節(jié)點輸入的形式及接線方式簡單說明一下。

1、無源節(jié)點輸入（開關(guān)量輸入）

此種節(jié)點形式是PLC輸入用的最多的一種形式。使用此種形式時，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)點引入的應(yīng)該是負極，如為共陰極，則經(jīng)過開關(guān)節(jié)點引入的應(yīng)該是正極。如下圖所示（括號內(nèi)為共陽極時）：

２、NPN和PNP節(jié)點輸入

一些傳感器或接近開關(guān)的輸出節(jié)點是NPN或PNP節(jié)點形式。這時，做為PLC的輸入是選NPN還是PNP節(jié)點，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。從圖中負載接線可知，傳感器動作時，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PLC的公共端接（CON）正極時，PLC的輸入就只能用NPN形式。

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

PLC的輸入節(jié)點到底是采用PNP還是NPN的形式，其實大不可必死記。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，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，可以改變公共端（COM）的正極或負極來分別使用；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)點輸入方式了。

3、串二極管輸入

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

此時，一般PLC都會規(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，最多允許中時串入2個。

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一般認為輸入點數(shù)是按系統(tǒng)輸入信號的數(shù)量來確定的。但在實際應(yīng)用中，通過以下措施可達到節(jié)省PLC輸入點數(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"和“自動"兩種工作方式。用X000來識別使用“自動"還是“手動"操作信號，“手動"時的輸入信號為SB0～SB3，“自動"時的輸入信號為S0～S3，如果按正常的設(shè)計思路，那么需要X000～X007一共8個輸入點，若按圖1的方法來設(shè)計，則只需X001～X004一共4個輸入點。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)處于自動狀態(tài)，SB0、SB1、S0閉合S1斷開，這時電流從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，避免了錯誤的產(chǎn)生。但使用該方法應(yīng)考慮輸入信號強弱。

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的四個輸入點（X000～X003）和四個輸出點（Y000～Y003）來實現(xiàn)16個輸入點的功能，特別適合PLC輸出點多而輸入點不夠的場合。當Y000導通時，X000～X003接受的是Q1～Q4送來的輸入信號；當Y001導通時，X000～X003接受的是Q5～Q8送來的輸入信號；當Y002導通時，X000～X003接受的是Q9～Q12送來的輸入信號；當Y003 導通時，X000～X003接受的是Q13～Q16送來的輸入信號。將Y000的常開點與X000～X003串聯(lián)即為輸入信號Q1～Q4；將Y1的常開點與X000～X003串聯(lián)即為輸入信號Q5～Q8；將Y002的常開點與X000～X003串聯(lián)即為輸入信號Q9～Q12；將Y003的常開點與X000～X003串聯(lián)即為輸入信號Q13～Q16。

圖2  矩陣輸入

使用時應(yīng)注意的是除按圖2進行接線外，還必須有對應(yīng)的軟件來配合，以實現(xiàn)Y000～Y003輪流導通；同時還要保證輸入信號的寬度應(yīng)大于Y000～Y003輪流導通一遍的時間，否則可能丟失輸入信號。該方法的缺點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Y000～Y003不能再使用。

（3）組合輸入  對于不會同時接通的輸入信號，可采用組合編碼的方式輸入。如圖3所示，三個輸入信號SB0～SB2只占用兩個輸入點，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，一個輸入設(shè)備在不同的條件下可產(chǎn)生不同的信號，如一個按鈕既可用來產(chǎn)生啟動信號，又可用來產(chǎn)生停止信號。如圖4所示，只用一個按鈕通過X000去控制Y000的“通"與“斷"。即第一次接通X000時Y000“通"再次接通X000時Y000“斷"。

圖4  用一個按鈕控制的啟動、保持、停止電路

（5）輸入觸點的合并  將某些功能相同的開關(guān)量輸入設(shè)備合并輸入（常閉觸點串聯(lián)輸入、常開觸點并聯(lián)輸入）。一些保護電路和報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)的某些觸點在可編程序控制器外部串并聯(lián)后作為一個整體輸入可編程序控制器，只占可編程序控制器的一個輸入點。

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

圖5  輸入觸點的合并

（6）某些輸入信號不進入PLC  系統(tǒng)中有些信號功能簡單、涉及面窄，如圖6中的手動按鈕、過載保護的熱繼電器觸點等，有時就沒有必要作為PLC的輸入，將它們設(shè)計在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之間用導線短接）時，PLC才能運行，因此，可將某些輸入信號送入RUN口。在進行電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計時，曾將電梯牽引電動機進行過載保護的熱繼電器常閉觸點、安全窗開關(guān)的常開觸點、安全鉗開關(guān)的常開觸點、上下限位開關(guān)的常閉觸點等串入到RUN口到COM之間的連線上。當出現(xiàn)牽引電動機過載、安全窗被打開、安全鉗動作及沖頂和沉底等故障情況時，RUN口被切斷，PLC停止運行，既保證了電梯和乘客的安全，又可以督促維修人員進行維修。這樣做有以下兩點好處，一是牽引電動機過載、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；二是不通過軟件實現(xiàn)保護，可以簡化控制程序