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PLCI/O模塊的選擇步驟與原則

文章出處: 瀏覽次數:發表時間:2018-09-08

一般IO模塊的價格占PLC價格的一半以上。PLCIO模塊有開關量IO模塊、模擬量IO模塊及各種特殊功能模塊等。不同的IO模塊,其電路及功能也不同,直接影響PLC的應用范圍和價格,應當根據實際需要加以選擇。

(一)開關量IO模塊的選擇

1. 開關量輸入模塊的選擇

開關量輸入模塊是用來接收現場輸入設備的開關信號,將信號轉換為PLC內部接受的低電壓信號,并實現PLC內、外信號的電氣隔離。選擇時主要應考慮以下幾個方面:

1)輸入信號的類型及電壓等級

開關量輸入模塊有直流輸入、交流輸入和交流/直流輸入三種類型。選擇時主要根據現場輸入信號和周圍環境因素等。直流輸入模塊的延遲時間較短,還可以直接與接近開關、光電開關等電子輸入設備連接;交流輸入模塊可靠性好,適合于有油霧、粉塵的惡劣環境下使用。

開關量輸入模塊的輸入信號的電壓等級有:直流5V、12V、24V、48V、60V等;交流110V、220V等。選擇時主要根據現場輸入設備與輸入模塊之間的距離來考慮。一般5V、12V、24V用于傳輸距離較近場合,如5V輸入模塊最遠不得超過10米。距離較遠的應選用輸入電壓等級較高的模塊。

2)輸入接線方式

開關量輸入模塊主要有匯點式和分組式兩種接線方式,如圖6-2所示。

 

6-2開關量輸入模塊的接線方式

a)匯點式輸入 b)分組式輸入

匯點式的開關量輸入模塊所有輸入點共用一個公共端(COM);而分組式的開關量輸入模塊是將輸入點分成若干組,每一組(幾個輸入點)有一個公共端,各組之間是分隔的。分組式的開關量輸入模塊價格較匯點式的高,如果輸入信號之間不需要分隔,一般選用匯點式的。

3)注意同時接通的輸入點數量

對于選用高密度的輸入模塊(32點、48點等),應考慮該模塊同時接通的點數一般不要超過輸入點數的60%。

4)輸入門檻電平

為了提高系統的可靠性,必須考慮輸入門檻電平的大小。門檻電平越高,抗干擾能力越強,傳輸距離也越遠,具體可參閱PLC說明書。

2. 開關量輸出模塊的選擇

開關量輸出模塊是將PLC內部低電壓信號轉換成驅動外部輸出設備的開關信號,并實現PLC內外信號的電氣隔離。選擇時主要應考慮以下幾個方面:

1)輸出方式

開關量輸出模塊有繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出三種方式。

繼電器輸出的價格便宜,既可以用于驅動交流負載,又可用于直流負載,而且適用的電壓大小范圍較寬、導通壓降小,同時承受瞬時過電壓和過電流的能力較強,但其屬于有觸點元件,動作速度較慢(驅動感性負載時,觸點動作頻率不得超過1HZ)、壽命較短、可靠性較差,只能適用于不頻繁通斷的場合。

對于頻繁通斷的負載,應該選用晶閘管輸出或晶體管輸出,它們屬于無觸點元件。但晶閘管輸出只能用于交流負載,而晶體管輸出只能用于直流負載。

2)輸出接線方式

開關量輸出模塊主要有分組式和分隔式兩種接線方式,如圖6-3所示。

6-3 開關量輸出模塊的接線方式

a)分組式輸出 b)分隔式輸出

分組式輸出是幾個輸出點為一組,一組有一個公共端,各組之間是分隔的,可分別用于驅動不同電源的外部輸出設備;分隔式輸出是每一個輸出點就有一個公共端,各輸出點之間相互隔離。選擇時主要根據PLC輸出設備的電源類型和電壓等級的多少而定。一般整體式PLC既有分組式輸出,也有分隔式輸出。

3)驅動能力

開關量輸出模塊的輸出電流(驅動能力)必須大于PLC外接輸出設備的額定電流。用戶應根據實際輸出設備的電流大小來選擇輸出模塊的輸出電流。如果實際輸出設備的電流較大,輸出模塊無法直接驅動,可增加中間放大環節。

4)注意同時接通的輸出點數量

選擇開關量輸出模塊時,還應考慮能同時接通的輸出點數量。同時接通輸出設備的累計電流值必須小于公共端所允許通過的電流值,如一個220V2A的8點輸出模塊,每個輸出點可承受2A的電流,但輸出公共端允許通過的電流并不是16A(8×2A),通常要比此值小得多。一般來講,同時接通的點數不要超出同一公共端輸出點數的60%。

5)輸出的最大電流與負載類型、環境溫度等因素有關

開關量輸出模塊的技術指標,它與不同的負載類型密切相關,特別是輸出的最大電流。另外,晶閘管的最大輸出電流隨環境溫度升高會降低,在實際使用中也應注意。

(二)模擬量IO模塊的選擇

模擬量IO模塊的主要功能是數據轉換,并與PLC內部總線相連,同時為了安全也有電氣隔離功能。模擬量輸入(AD)模塊是將現場由傳感器檢測而產生的連續的模擬量信號轉換成PLC內部可接受的數字量;模擬量輸出(DA)模塊是將PLC內部的數字量轉換為模擬量信號輸出。

典型模擬量IO模塊的量程為-10V~+10V0~+10V4~20mA等,可根據實際需要選用,同時還應考慮其分辨率和轉換精度等因素。

一些PLC制造廠家還提供特殊模擬量輸入模塊,可用來直接接收低電平信號(如RTD、熱電偶等信號)。

(三)特殊功能模塊的選擇

目前,PLC制造廠家相繼推出了一些具有特殊功能的IO模塊,有的還推出了自帶CPU的智能型IO模塊,如高速計數器、凸輪模擬器、位置控制模塊、PID控制模塊、通信模塊等。

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