1.7.2 端口电路结构

这一节集中了解一下本书所介绍的各个定位控制器和驱动器的输入/输出端口电路结构。

1.FX _3U PLC端口电路结构

1）输入端口电路结构

FX _3U PLC输入端口电路结构如图1-89所示。它由两个互为反向并联连接的二极管组成的信号接收电路组成。图中仅画了一个输入端口，其余输入端口电路均相同。X为输入端口，S/S为X端口的公共端。DC24V为其内置电源。如果利用其内置电源作为信号回路的电源，则根据S/S端和电源极性连接不同形成两种不同的接法。图1-90为电流输出型接法，也叫漏型电路。这时外接开关后，信号电流是从X端流出的。图1-91为电流输入型接法，也叫源型电路。这时外接开关后，信号电流是从X端口流入的。当然，也可以利用外置电源作为信号回路的电源，这时外置电源的极性如何接入也会形成漏型或源型电路。

当外接有源开关信号源时，不同输入电路（源型或漏型）其对信号源电路的要求也会不同。例如，源型电路输入，电流是输入型的，因此信号源电路的电流必须是输出的才能匹配。这也是如上所述，不但在电路结构上能形成一个信号回路，还要能产生回路信号电流。

2）输出端口电路结构

FX _3U PLC晶体管输出型电路如图1-92所示。输出电路也分漏型和源型两种，从电路图可以看出，其内部电路结构是一样的，都是一个NPN开关晶体管。当把集电极作为Y端口，发射极作为公共端COM时，则为漏型接法，反之则为源型接法。注意，接法不同，外置电源的极性不同。

2.1PG定位模块端口电路结构

1）输入端口电路结构

1PG定位模块的输入端口有DOG、STOP和PGO。这三个端口的输入电路结构如图1-93和图1-94所示。

由图可见，DOG与STOP端口结构相同，与FX _3U PLC的输入端口一致，S/S端口为DOG和STOP的共端，其本身对外置电源的极性没有要求，可根据信号源的性质确定电源的极性。PG0为Z相脉冲输入端口，它是一个单向二极管电路，因此外置电源的+极必须和PG0+端口相连接，而PG0-则为信号输入端口。

2）输出端口电路结构

1PG输出端口有高速脉冲输出口VIN、FP、RP、COMD和清零脉冲输出端口CLR、COM1。其输出电路结构如图1-95和图1-96所示。图中，未标出开关管控制电路。

脉冲输出端口电路结构与FX _3U PLC输出端口一样，由一个NPN开关管构成，VIN端口为脉冲输出信号回路的电源输入端子，应连接外置电源的+极。COM0为两个脉冲输出FP和RP的公共端。同理，CLR端也应与外置电源的+极相连。

CLR、COM1为清零信号脉冲输出端。该信号是1PG进行原点回归模式结束时向驱动器发出的信号，驱动器接到该信号后会自动将驱动器内偏差计数器当前值复位归零。

3.20GM定位单元端口电路结构

1）输入端口电路结构

20GM定位单元输入端口电路结构有两种形式，如图1-97和图1-98所示。图1-97所示端口结构有通用输入端口X0～X7，专用输入端口START、STOP、ZRN、FWD、RVS、LSF、LSR、DOG等。图1-98所示端口结构有伺服输入端口SVRDY、SVEND和PG0。

2）输出端口电路结构

20GM定位单元的输出端口电路结构如图1-99所示，为NPN型晶体管电子开关。所有输出端口都一样。

4.MR-J3S伺服驱动器端口电路结构

1）输入端口电路结构

MR-J3S伺服驱动器输入端电路也有两种结构，如图1-100、图1-101和图1-102所示。

图1-100为数字量输入端口电路，它与上面所介绍的类似。图1-101和图1-102为驱动器定位脉冲输入端口电路结构。不同之处是图1-101为接收差动线驱动脉冲的输入端口。差动脉冲由PP（NP）和PG（NG）端口输入。而图1-102为集电极开路脉冲输入端口，其脉冲输入由PP（NP）和OPC两个端口输入，OPC为外接电源“+”端，DOCOM为外接电源“-”端。

2）输出端口电路结构

MR-J3S输出端口电路结构如图1-103和图1-104所示。图1-103为数字量输出端口电路。NPN开关管输出端加了一个全波整流桥，由整流桥的对角两端引出作为开关量信号输出端口。这样处理的目的是可以形成源型和漏型两种不同的输出电路。缺点是会形成一定的压降（多了两个二极管的压降）。

图1-104为驱动器的编码器脉冲输出端，它和伺服电动机的轴端编码器所发出的脉冲同步，这是一个差动线驱动输出端口。其接口输入电路也必须是差动线驱动输入电路。另外，还有一个Z相脉冲输出端口，它输出编码器Z相脉冲信号，它是一个NPN开关集电极开路输出电路，和图1-95一样，不再画出。

5.YKC2806M步进驱动器端口电路结构

步进驱动器一般只有输入端口，接收来自控制器的定位脉冲和方向脉冲信号，还有一个输入端口为脱机信号输入。这三个端口的电路结构是一样的，为一单向二极管光电耦合电路，如图1-105所示。

6.有源电子开关信号输出电路结构

定位控制中经常会用到一些有源电子开关。例如，接近开关、光电开关、红外开关、霍尔开关等，一般来说，在控制器或驱动器内部的电子开关都是由NPN型开关管构成的开关电路，但在有源电子开关存在两种晶体管型的电子开关，即NPN型和PNP型。

图1-106（a）为NPN型集电极开路电子开关输出电路结构。图中24V电源为电子开关本身的内部控制电路电源，而信号回路电源则要另外提供。开关信号在晶体管集电极-发射极间形成，因此信号源两端是“输出”端和“0V”端，形成回路电流时，电流必须流入电子开关，这是一种电流输入型输出电路结构，而图1-106（b）为PNP型集电极开路电子开关电路。其信号输出端口为“+24V”端和“输出”端。电流是流出的，是一种电流输出型输出电路结构。