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交流输出模块
交流输出模块的电路原理如图2-5所示。交流输出模块的输出电路是采用光控双向硅开关驱动的,所以,又叫双向二管、晶闸管输出模块。该模块需要外部电源,带负载的能力一般为1A左右,不同型号的交流输出模块的外加电压和带负载的能力有所不同。晶闸管输出模块为无触点输出模块,使用寿命较长。
图2-5交流输出模块的电路原理图
交流输出模块的工作原理:当CPU 根据用户程序的运算把输出信号送入PLC的输出映像区后,通过内部总线把输出信号送到输出锁存器中。输出锁存器的对应位为“1”时,其对应的光电耦合器VLC中晶闸管导通,发光二管VL发光。其中发光二管VL指示该位的输出为ON状态,光电耦合器VLC中晶闸管则把负载L和电源连通起来,使得负载L获得电流。输出锁存器的对应位为“0”时,其对应的光电耦合器VLC中晶闸管阻断,发光二管VL不导通。其中发光二管VL不发光,指示该位的输出为OFF状态,光电耦合器VLC中晶闸管阻断则把负载L和电源隔断,使得负载L不会获得电流。当晶闸管由导通变为阻断时,如果负载中含有电感的话,电感中的磁场能量的释放是通过阻容吸收电路R3、C和压敏电阻RV吸收的。
5)继电器输出模块
继电器输出模块的电路原理图如图2-6所示。该输出模块的输出驱动电路是继电器。继电器的常开触点的接通或断开把负载和负载电源接通或断开,使负载可以得电或失电。外接的负载电源可以是直流,也可以是交流。继电器是有触点的器件,它的带负载能力比较强,一般在2A左右。而开关的寿命相对于无触点器件要短一些,一般为5万次左右。开关动作的频率也相应地低一些,一般为10Hz以下。
图2-6继电器输出模块的电路原理图
继电器输出模块的工作原理:当CPU根据用户程序的运算把输出信号送入PLC的输出映像区后,通过内部总线把输出信号送到输出锁存器中。输出锁存器的对应位为“1”时,其对应的继电器K1的线圈带电发光,二管VL发光。其中发光二管VL发光指示该位的输出为ON状态,继电器K1的触点则把负载L和电源连通起来,使得负载L获得电流。输出锁存器的对应位为“0”时,其对应的继电器K1的线圈不带电,发光二管VL不导通。其中发光二管VL不发光指示该位的输出为 OFF状态,继电器K1的触点则把负载L和电源隔断,使得负载L不会获得电流。
6)模拟量输入模块
模拟量输入模块(A/D模块)是把模拟信号转换成PLC的CPU可以接收的数字量。模拟量输入模块,一般输入模拟信号都为标准的传感器信号。模拟量输入模块把模拟信号转换成数字信号,一般多为12位二进制数,也有比12位高的或比12位低的。应该说数字量位数越多的模块,分辨率就越高。
7)模拟量输出模块
模拟量输出模块(D/A模块)是把PLC的CPU送往模拟量输出模块的数字量转换成外部设备可以接收的模拟量(电压或电流)。模拟量输出模块,一般输出模拟信号都为标准的传感器信号。模拟量输出模块所接收的数字信号,一般多为12位二进制数,也有比12位高的或比12位低的。同样数字量位数越多的模块,分辨率就越高。
8)扩展接口模块
扩展接口模块用于将扩展单元与基本单元相连,使PLC的配置加灵活。一般来说,
扩展接口模块可以分为两种:一种是近程扩展接口;另一种是远程扩展接口。近程扩展
接口是为了扩大PLC的控制规模;远程扩展接口是为了增大PLC的控制距离。
9)通信接口模块
为了实现“人一机”或“机一机”之间的对话,PLC配有多种通信接口。随着科学技术的发展,PLC的功能也在不断地增强。PLC通过这些通信接口可以与监视器、打印机、其他的 PLC或计算机相连。
当PLC与打印机相连时,可将过程信息、系统参数等输出打印;当与监视器(CRT)相连时,可将过程图像显示出来;当与其他PLC相连时,可以组成多机系统或连成网络,实现大规模的控制当与计算机相连时,可以组成多级控制系统,实现控制与管理相结合的综合系统。一台计算机和一台 PLC或多台PLC组成点对点通信网络或多点通信网络。大型控制工程,往往采取多台PLC组成的通信网络来完成。
PLC在使用时,应正确地选择和使用各种接口模块。根据不同的要求,选用不同的输入模块和输出模块。
如果输入信号有多种类型,就应该根据点数多少选用不同类型、不同结构的输入模块。如果只能选一个输入模块,则应选择分隔式输入模块。如果所有输入信号都是一种类型时,可以选择汇点式输入模块。如果需要大电流输出,则应选择继电器型或晶闸管型。一般型号为 DC 24V/AC 220V、2A电流。如果电路需要快速开断或频繁地动作,则应选择用晶体管型或晶闸管型。