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2.2.2 输入端口与连接

1.输入端口电路

三菱FX系列PLC的输入电路都是采用反向并立双发光二极管光电耦合电路结构,如图 2.2-12(a)所示。但是国内销售的FX 1S 、FX 1N 和FX 2N 系列产品基本单元都是在内部与内置电源相连接成漏型输入电路产品,而FX 3U 系列基本单元则为S/S型产品。S/S型结构的特点:根据S/S端子与内置电源的不同连接方式可组成漏型输入(电流输出型)或源型输入(电流输入型)电流,以适应不同的外接需要,其连接方式如图 2.2-12(b)、(c)所示。

虽然FX 3U 的基本单元可以接成漏型或源型输入电路,但不能混合使用,一台PLC仅能接成一种形式的电路。

FX 3U 的扩展单元产品有漏型和S/S型两种输入方式(见表 2.1-7),使用时应注意。当基本单元或扩展单元连接扩展模块时,则扩展模式应根据基本单元或扩展单元的实际使用方式(源型或漏型)来选择的。

图 2.2-12 FX 3U PLC输入电路

2.FX 3U PLC与NPN型电子开关的连接

图 2.2-13 为FX 3U PLC与NPN型电子开关应用内置电源的连接图。图 2.2-14 为FX 3U PLC与NPN型电子开关应用外置电源的连接图。

图中,端口X0 接一无源开关触点。FX 3U PLC的输入电流根据端口的不同为 7mA/6mA/5mA/DC24,见表 2.1-13,要使用适用这种小电流的无源开关触点,如果使用大电流的接触器触点,可能会出现接触不良现象。

图 2.2-13 FX 3U PLC与NPN型电子开关应用内置电源的连接

图 2.2-14 FX 3U PLC与NPN型电子开关应用外置电源的连接

3.FX 3U PLC与PNP型电子开关的连接

图 2.2-15 为FX 3U PLC与PNP型电子开关应用内置电源的连接图。图 2.2-16 为FX 3U PLC与PNP型电子开关应用外置电源的连接图。

图 2.2-15 FX 3U PLC与PNP型电子开关应用内置电源的连接

图 2.2-16 FX 3U PLC与PNP型电子开关应用外置电源的连接

4.FX 3U PLC与二线制电子开关的连接

二线制有源电子开关在 1.4.1 节中做了介绍。相比三线制NPN和PNP有源电子开关来说,二线制直流电子开关接入比较方便,它只有两根线,表示接电源正、负极,和普通无源开关接入一样,但必须注意极性,其正极L+接到内置电源的正,其负极L-接到内置电源的负,如图 2.2-17(a)所示为FX 3U 接成漏型输入时的接法,图 2.2-17(b)为FX 3U 接成源型输入时的接法。前面介绍过,二线制直流电子开关存在泄漏电流问题,但目前国家标准为小于1mA,对于PLC来说,不需要考虑。相比于三线制电子开关,二线制电子开关故障率较高,寿命也较短,所以不建议采用。

图 2.2-17 FX 3U PLC 与二线制电子开关的连接

5.FX 3U PLC与旋转编码器的连接

编码器又称光电角位置传感器,是一种集光、机、电为一体的数字式角度/速度传感器。增量式旋转编码器在旋转时能够发出高速脉冲串,一般PLC都设置了专门的高速脉冲信号输入电路,用来接收高速脉冲信号,FX 3U PLC规定X0~X5 为高速脉冲信号输入端口。

1)单脉冲串输入的连接

由于旋转编码器的脉冲发生电路有NPN和PNP两种集电极开路输出类型,因此,FX 3U 输入电路的接法必须和编码器电路相匹配。对NPN型编码器来说,PLC应接成漏型电路。对PNP型的编码器来说,则应接成源型电路。

图 2.2-18 是单脉冲输出的NPN型编码器与漏型电路的连接图。

图 2.2-18 FX 3U PLC 与单相增量式旋转编码器的连接

旋转编码器的脉冲信号数是由PLC中指定的高速计数器读取,当读取 50~100kHZ响应频率的脉冲时,应注意:

(1)接线长度确保在 5m以下。

(2)使用屏蔽双绞线作为屏蔽电缆。此外,将屏蔽层在PLC一侧进行单独接地。

(3)在输入端子中连接 1.5kΩ/1W的旁路电阻,与PLC的输入电流相配合,使编码器的开路集电极输出电路的负载电流在 20mA以上。

2)二相双输出(A-B相)脉冲输入的连接

当编码器为二相双输出(A-B相)脉冲时,与FX 3U 的连接如图 2.2-19 所示。图中表示的漏型输入电路与NPN型双脉冲输出编码器的连接。同样,如果是PNP型双脉冲输出的编码器,应与源型输入电路相连接。

图 2.2-19 FX 3U PLC与双相(A-B)增量式旋转编码器的连接

6.FX 3U PLC与带发光二极管开关信号的连接

在应用中,某些无源开关信号会自身串联成并联发光二极管,用来显示其信号的通断,应用时有一些注意。

如图 2.2-20(a)所示为有串联发光二极管的场合。由于发光二极管导通时会产生压降,为避免开关导通时端口的电流小于其ON时输入感应电流,产生误动作,因此,建议在使用带串联发光二极管舌簧开关的情况下,二极管压降在 4V以下时,串联最多不超过 2个。实际使用时可串入电流表进行测试。

图 2.2-20(b)为有并联发光二极管的场合。当开关断开时,如果流过发光二极管的电流过大,会引起开关OFF时的误动作。为保证电流小于OFF时输入灵敏度电流,与二极管串联电阻要大于 15kΩ,如果小于 15 kΩ时,可按下列公式计算旁路电阻,并按图进行测试。

(a)漏型输入

(b)源型输入

图 2.2-20 FX 3U PLC与带发光二极管开关信号的连接

7.基本单元与扩展模块的连接

当基本单元带有扩展模块时,在一般情况下,扩展模块输入端口的电流是由基本单元的内置 24V电源供电的。这时,基本单元的接法应根据扩展模块的输入方式决定,图 2.2-21给出了漏型和源型不同的接线方式。

图 2.2-21基本单元与扩展模块的连接

【试试,你行的】

请准备好下列实操物品:FX3U PLC基本单元 1 个,按钮(或开关)1 个,NPN型接近开关(或其他电子开关)1 个。PNP型接近开关(或其他电子开关)1 个,二线制电子开关1 个。增量式编码器 1 个,24V开关电源 1 个。万用表 1 个。

参照图 2.2-12~图 2.2-18 的电路分别将各种开关等单独接入PLC的输入端口,接通PLC电源后,观察并验证:

(1)按钮的漏型和源性接入,当按钮动作时,相应的输入端口指示灯是否点亮或熄灭。用电流表接入输入电路,观察电流的流向是否和理论一致,电流大小是多少。

(2)将NPN型和PNP型电子开关分别接入PLC的输入端口,对于正确接法,观察输入端口指示灯是否随开关动作而正确亮、灭。对于错误接法,观察输入端口指示灯是否没有响应。用电流表测量输入端口的电流方向是否和图中一致,观察电流大小是多少。

(3)将编码器接入PLC,用手缓慢地转动编码器,观察输入端口指示灯是否随着缓慢转动呈现反复—亮—灭的状态。

上述实操要求读者能掌握各种开关在PLC输入端口的正确接入。 umIMToOthwaMeSbJJTbvqpbnO9DGEMNdFGmDRSwHm8+pf4yd0b06Ya1FfNi1Pd1c

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