PLC输入/输出模块的选择技术方法

    在PLC控制系统中，为了实现对生产过程的控制，要将对象的各种测量参数，按要求的方式送入PLC。PLC经过运算、处理后，再将结果以数字量的形式输出，此时也要把该输出变换为适合于对生产过程进行控制的量。所以，在PLC和生产过程之间，必须设置信息的传递和变换装置。这个装置就是输入／输出( I/O)模块。不同的信号形式，需要不同类型的I/O模块。对PLC来讲，信号形式可分为4类。    (1)数字量输入信号 生产设备或控制系统的许多状态信息，如开关、按钮、继电器的触点等，它们只有两种状态：通或断，对这类信号的拾取需要通过数字量输入模块来实现。    (2)数字量输出信号 还有许多控制对象，如指示灯的亮和灭、电机的起动和停止、品闸管的通和断、阀门的打开和关闭等，对它们的控制只需通过二进制“1”和“0”来实现。这种信号通过数字量输出模块去驱动。    (3)模拟量输入信号 生产过程的许多参数，如温度、压力、液位、流量都可以通过不同的检测装置转换为相应的模拟量信号，然后再将其转换为数字信号输入PLC。完成这一任务的就是模拟量输入模块。    (4)模拟量输出信号生产设备或过程的许多执行机构，往往要求用模拟信号来控制，而PLC输出的控制信号是数字量，这就要求有相应的模块将其转换为模拟量。这种模块就是模拟量输出模块。    此外，有些传感器如旋转编码器输出的是一连串的脉冲，并且输出的频率较高( 20kHz以上)，尽管这些脉冲信号也可算作数字量，但普通数字量输入模块的信号采集速度无法与之匹配，应选择高速计数模块。    不同的I/O模块，其电路和性能不同，它直接影响着PLC的应用范围和价格，应该根据实际情况合理选择。    1．数字量输入模块的选择    输入模块最常见的为24V直流输入，还有直流5V、12V、48V，交流115 V/220V等。按公共端接入正负电位不同分为漏型和源型。当公共端接人负电位时，就是源型接线；接入正电位时，就是漏型接线。有的PLC既可以源型接线，也可以漏型接线，比如S7 -200。有的PLC只能接成其中一种。    选择输入模块应注意以下几个方面。    (1)电压的选择应根据现场设备与模块之间的距离来考虑，一般5V、12V、24V属于低电平，其传输距离不宜太远。距离较远的设备应选用较高电压或电压范围较宽的模块。    (2)漏型和源型的选择输入模块的选择应与检测开关（光电开关、接近开关等）的输出方式统一考虑。比如NPN集电极开路输出的接近开关就需漏型接线。    (3)同时接通的点数 对于高密度的输入模块，如32点、64点，同时接通的点数与输入电压的高低和环境温度有关，不宜过多。但对于控制过程，比如自动／手动、起动／停止等输入点同时接通的几率不大，所以一般不需考虑。    2．数字量输出模块的选择    数字量输出模块按输出方式不同分为继电器输出型、晶体管输出型、晶闸管输出型等。此外，输出电压值和输出电流值也各有不同。    选择输出模块应注意以下几个方面。    (1)输出方式继电器输出型模板适用于驱动较大电流负载，适用电压范围较宽，导通压降较小；但它属于有触点元件，其动作速度较慢、寿命较短，因此适用于不频繁通断的负载。当驱动感性负载时，其最大通断频率一般不超过1Hz。对于繁频通断的负载，应采用无触点开关元件，即选用晶体管输出（直流负载）或晶闸管输出（交流负载）。    (2)驱动能力 应根据实际输出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。如果实际输出设备的电流较大，输出模块无法直接驱动，可增加中间放大环节。    (3)同时接通的点数输出模块同时接通点数的电流累计值必须小于公共端所允许通过的电流值。一般来讲，同时接通的点数不要超出同一公共端输出点数的60%。    3．模拟量输入／输出模块的选择    典型模拟量模块的量程为-10~+10V、0~+10V、4~20mA等，可根据实际需要选用，同时还应考虑其分辨率和转换精度等因素。一些PLC制造厂家还提供特殊模拟量输入模块，可用来直接接收低电平信号（如热电阻RTD、热电偶等信号）。