可編程控制器的組成
圖7 交流輸入電路 圖8 交流/直流輸入電路
6、輸出模塊
輸出模塊的功率放大元件有驅(qū)動直流負載的大功率晶體管和場效應管、驅(qū)動交流負載的雙向可控硅,以及既可以驅(qū)動交流負載又可以驅(qū)動直流負載的小型繼電器。輸出電流的典型值為0.5~2A,負載電源由外部現(xiàn)場提供。
輸出電流的額定值與負載的性質(zhì)有關(guān),例如某模塊可以驅(qū)動AC220V/2A的電阻性負載,但是只能驅(qū)動80VA/AC220V的電感性負載和100W的白熾燈。額定輸出電流還與溫度有關(guān),溫度升高時額定輸出電流減小,有的可編程序控制器提供了有關(guān)的曲線。
輸出模塊內(nèi)可能設置有熔斷器,并在模塊面板上用發(fā)光二極管顯示熔斷的狀態(tài)。某些新式的模塊用非破壞性的電子保護電路代替熔斷器。
圖9(a)是繼電器輸出電路,繼電器同時起隔離和功率放大作用,每一路只給用戶提供一對常開觸點。與觸點并聯(lián)的RC電路和壓敏電阻用來消除斷開時產(chǎn)生的電弧。
圖9(b)是晶體管集電極輸出電路。輸出信號送給內(nèi)部電路中的輸出儲存器,再經(jīng)光電耦合器送給輸出晶體管,后者的飽和導通狀態(tài)和截止狀態(tài)相當于觸點的接通和斷開。圖中的穩(wěn)壓管用來抑制關(guān)斷過電壓和外部的浪涌電壓,以保護晶體管,晶體管輸出電路的延遲時間〈1ms。
c) 雙向可控硅型
圖9PLC的輸出電路
圖9(c)是雙向可控制硅輸出電路,它用光電可控硅實現(xiàn)隔離。圖中的 RC電路和壓敏電阻,用來抑制可控硅的關(guān)斷過電壓和外部的浪涌電壓。
雙向可控硅由關(guān)斷變?yōu)閷ǖ难舆t時間小于1ms,由導通變?yōu)殛P(guān)斷的延遲時間小于10ms??煽毓柙谪撦d電流過小不能導通,遇到這種情況時可以在負載兩端并用電阻。
除了輸入模塊和輸出模塊,還有一種既有輸入電路又有輸出電路的模塊,輸入、輸出的點數(shù)一般相同,這種模塊使用戶確定可編程序控制器、的硬件配置更為方便。
7、本地I/O和遠程I/O
1.本地I/O
可編程序控制器的本地I/O框架一般距CPU框架很近,它們往往裝在同一個控制柜內(nèi)。對于單臺機械設備,如中小型機床,一般只有本地I/O。本地I/O用多芯電纜(一般是扁平電纜)實現(xiàn)擴展I/O框架與CPU框架之間的通信。扁平電纜可能多達數(shù)十根導線,信息是并行傳送的,這種通信方式實際上是總線通信的擴展,其主要優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸速度快,在某些情況下可以同步地刷新CPU模塊中的I/O映象表。“本地“(Local)這一名詞不是很確切的,因為有時本地I/O與CPU模塊的距離可能長達數(shù)百m。(http://www.diangon.com/版權(quán)所有)本地I/O模塊的主要特征是框架之間采用并行通信方式,通常用編程器可以直接對本地I/O存取數(shù)據(jù),對系統(tǒng)調(diào)試和查錯特別方便。但是多芯電纜價格很貴,對于改造舊設備,電纜的安裝(如穿管)可能不是很方便。
2.遠程I/O
遠程I/O又叫做串行I/O,用于遠距離分布式框架系統(tǒng)。某些大型可編程序控制器控制系統(tǒng),如物資存儲自動控制系統(tǒng),可能有成百上千個傳感器分布在很寬的范圍內(nèi),系統(tǒng)可能包括30—50個距離分布的框架,每個框架中有10—20塊模塊。遠程I/O系統(tǒng)一船只需要4根導線的電纜來連接各框架,但是大多數(shù)系統(tǒng)需要專用的I/O驅(qū)動順模塊和接收器模塊來完成框架之間的串行通信。遠程通信使用便宜的4芯電纜,其傳送速度雖比并行通信的低,但是已能滿足工業(yè)控制系統(tǒng)的要求。CPU框架與遠程I/O框架之間的距離一般為60~3000m。
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