輸入/輸出接口起著柴油發電機組自動控制(PLC)與外圍設備之間傳遞信息的作用。
(一)輸入接口
PLC通過輸入接口把工業設備或生產過程的狀態或信息輸入主機,通過用戶程序的運算和操作,將結果經輸出接口輸出給執行機構。一般情況下,現場的輸入信號可以是按鈕開關、行程開關、接觸器的觸點以及其他一些傳感器輸出的開關量或模擬量(要通過模/數轉換后才能輸入PLC內),輸入接口一般由光電耦合電路和微電腦輸入接口電路組成。
光電耦合輸入接口電路的核心是光電耦合器件,應用最多的是由發光二極管和光電晶體管構成的光電耦合器。將光電耦合電路與現場輸入信號連接,可有效防止現場的強電干擾進入到PLC中。由于信號依靠光耦合,在電氣上完全隔離,所以傳輸后的信號不會反饋到輸入端,不會產生地線干擾和其他竄擾??紤]到發光二極管的正向電阻較?。ㄒ话銥?/span>100Ω~1kΩ),所以其輸入阻抗較低,而外界干擾信號的內阻遠遠大于發光二極管的正向電阻,根據分壓原理可知,干擾源能夠分配(饋送)紿PLC輸入端的干擾噪聲很小。由發光二極管的原理可知,只有在發光二極管中通過一定量的電流時它才會發光,盡管干擾源能產生較大的電壓,但其內阻很大,能量并不大,尸能產生很弱的電流,所以干擾信號受到抑制。
按照輸入端電源類型的不同,開關量輸入單元可分為直流輸入單元和交流輸入單元。
1.直流輸入單元
各個直流輸入點對應的輸入電路都一樣,共同構成直流輸入單元。有的PLC內部提供24V的直流電源,這時直流輸入單元無需外接電源。用戶只需將開關接在輸入端子和公共端子之間即可,這就是無源式直流輸入單元。無源式直流輸入單元簡化了輸入端接線,方便了用戶。
2.交流輸入單元
各個交流輸入點所對應的輸入電路都一樣,共同構成交流輸入單元。虛線框內是PLC內部的輸入電路,框外左側為外部用戶接線。
這里光電耦合器中是兩個反向并聯的發光二極管,任意一個二極管發光都可以使光電晶體管導通。所以該電路可以接收外部的交流輸入電壓,其工作原理與直流輸入電路基本相同。
(二)輸出接口
PLC的輸出信號是通過輸出接口傳送的,這些信號控制現場的執行部件完成相應的動作。常見的現場執行部件有電磁閥、接觸器、繼電器、信號燈、功率不大的電動機等?,F場輸出接口電路由接口電路和功率驅動電路組成。
按輸出電路所用開關器件的不同,PLC的開關量輸出單元可分為晶體管輸出單元、晶閘管輸出單元和繼電器輸出單元。
1.晶體管輸出
晶體管為無觸點開關,所以晶體管輸出單元使用壽命長,響應速度快。
2.雙向晶閘管輸出
雙向品閘管輸出型PLC的負載電源,可以根據負載的需要選用直流或交流。
3.繼電器輸出
繼電器輸出型PLC的負載電源可以根據需要選用直流或交流。繼電器觸點電氣壽命一般為10萬~30萬次,因此在需要輸出點頻繁通斷的場合(如高頻脈沖輸出),應選用晶體管或晶閘管輸出型的PLC。繼電器從線圈得電到觸點動作存在延長時間,這是造成輸出滯后于輸入的原因之一。
在PLC的三種輸出方式中,目前以繼電器方式輸出較多。繼電器方式輸出接觸電阻小,但其響應速度慢,一般為毫秒級,常用于低速大功率負載。晶閘管方式輸出負載電流比較大,耐壓也可以較高,響應速度較快,一般為微秒級,常用于高速大功率負載。晶體管方式輸出響應速度快,一般為納秒級,并且輸出可調節,壽命長,常用于高速小功率負載。
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