PLC 数字量输入电路的形式-PLC知识
1 引言
PLC 控制系统的设计中，虽然接线工作占的比重较小，大部分工作还是PLC 的编程设计工作，但它是编程设计的基础，只要接线正确后，才能顺利地进行编程设计工作。而保证接线工作的正确性，就必须对PLC 内部的输入输出电路有*个比较清楚的了解。
我们知道，PLC 数字输入模块为了防止外界线路产生的干扰（如尖峰电压，干扰噪声等）引起PLC 的非正常工作甚至是元器件的损坏，*般在PLC 的输入侧都采用光耦，来切断PLC 内部线路和外部线路电气上的联系，保证PLC 的正常工作。并且在输入线路中都设有RC 滤波电路，以防止由于输入点抖动或外部干扰脉冲引起的错误信号。
2 输入电路的形式
2.1 分类
PLC 的输入电路，按外接电源的类型分，可以分为直流输入电路和交流输入电路；按PLC 输入模块公共端（COM 端）电流的流向分，可分为源输入电路和漏输入电路；按光耦发光二*管公共端的连接方式可分为共阳*和共阴*输入电路。如下图1所示：
图1 PLC输入电路的分类
2.2 按外接电源的类型分类
2.2.1 直流输入电路
图2 为直流输入电路的*种形式（只画出*路输入电路）。当图1 中外部线路的开关闭合时，PLC 内部光耦的发光二*管点亮，光敏三*管饱和导通，该导通信号再传送给处理器，从而CPU 认为该路有信号输入；外界开关断开时，光耦中的发光二*管熄灭，光敏三*管截止，CPU 认为该路没有信号。
图2 直流输入电路
2.2.2 交流输入电路
交流输入电路如图3 所示，可以看出，与直流输入电路的区别主
要就是增加了*个整流的环节。
交流输入的输入电压*般为AC120V 或230V。交流电经过电阻R的限流和电容C的隔离(去除电源中的直流成分)，再经过桥式整流为直流电，其后工作原理和直流输入电路*样，不再缀述。
图3 交流输入电路
从以上可以看出，由于交流输入电路中增加了限流、隔离和整流三个环节，因此，输入信号的延迟时间要比直流输入电路的要长，这是其不足之处。但由于其输入端是高电压，因此输入信号的可靠性要比直流输入电路要高。*般，交流输入方式用于有油雾、粉尘等恶劣环境中，对响应性要求不高的场合，而直流输入方式用于环境较好，电磁干扰不严惩，对响应性要求高的场合。
2.3 按流入公共端电流的流向分类
2.3.1 漏型输入电路
漏型输入电路如图4所示，此时，电流从PLC 公共端（COM端或M端）流进，而从输入端流出，即PLC 公共端接外接DC电源的正*。
图4 漏型输入电路
此图只是画出了*路的情形，如果输入有多路，*输入的二*管阳*相连，就构成了共阳*电路。如图5所示。
图5 共阳*电路
三菱A系列PLC的AX40/41/42/50/60及Q系列的QX40/41/42等输入模块均属于漏型输入模块。
2.3.2 源型输入电路
图3所示的电路也是源型输入电路的形式，此时，电流的流向正好和漏型的电路相反。源型输入电路的电流是从PLC的输入端流进，而从公共端流出，即公共端接外接电源的负*。
如果*输入回路的二*管的阴*相连，就构成了共阴*电路，如图6所示：
图6 共阴*电路
三菱A系列PLC的AX80/81/82及Q系列的QX80/81的输入模块均属于此类输入电路。
2.3.2 混合型输入电路
因为此类型的PLC 公共端既可以流出电流，也可以流出电流（既PLC公共端既可以接外接电源的正*，也可以接负*），同时具有源输入电路和漏输入电路的特点，所以我们可以姑且把这种输入电路称为混合型输入电路。其电路形式如图7所示。
图7 混合型电路
作为源输入时，公共端接电源的负*；作为漏输入时，公共端接
电源的正*。这样，可以根据现场的需要来接线，给接线工作带来*大的灵活。
三菱A系列PLC的AX50-S1/60-S1/70/71/81-S1及Q系列的QX70/71/72。
这里需要说明的是，三菱和SIEMENS关于“源输入”和“漏输入”电路的划分正好相反，以上是按三菱的划分方法来介绍的，这点在使用过程中要注意。
SIEMENS S7-300/400系列PLC的直流输入模块大多为漏型输入（公共端接外部电源的负*。注：按SIEMENS的划分方法）。在S7-300系列PLC中，只有SM321（-IBH50-）输入模块为源输入（公共端接正。注：按SIEMENS的划分方法），S7-400系列PLC中则没有源输入模块。小型PLC S7-200的输入模块则全部为混合型输入形式。在大的项目中不建议使用，因此种输入形式虽然接线方便，但容易造成电源的混乱。 
3 外接开关量信号和PLC输入电路的连接
PLC外接的输入信号，除了像按钮*些干节点信号外，现在*些传感器还提供NPN和PNP集电*开路输出信号。干节点和PLC输入模块的连接比较简单，这里主要不再缀述。而对于不同的PLC输入电路，到底是使用NPN输入还是PNP输入有时感到*所适从。下面主要介绍*下这两种输入和PLC输入电路的连接。
3.1 NPN和PNP输出电路的形式
如图8和图9所示，分别是NPN和PNP输出电路的*种形式。
图8 NPN集电*开路输出 图9 PNP集电*开路输出
从图8和图9可以看出，NPN集电*开路输出电路的输出OUT端通过开关管和0V连接，当传感器动作时，开关管饱和导通，OUT端和0V相通，输出0V低电平信号；PNP集电*开路输出电路的输出OUT端通过开关管和+V连接，当传感器动作时，开关管饱和导通，OUT端和+V相通，输出+V高电平信号。
3.2 NPN和PNP输出电路和PLC输入模块的连接
3.2.1 NPN集电*开路输出
由以上分析可知，NPN集电*开路输出为0V，当输出OUT端和PLC输入相连时，电流从PLC的输入端流出，从PLC的公共端流入，此即为PLC的漏型电路的形式，即：NPN集电*开路输出只能接漏型或混合式输入电路形式的PLC，连接图如图10所示：
图10 NPN集电*开路输出和PLC的连接
3.2.2 PNP集电*开路输出
PNP集电*开路输出为+V高电平，当输出OUT端和PLC输入相连时，电流从PLC的输入端流入，从PLC的公共端流出，此即为PLC的源型电路的形式，即：PNP集电*开路输出只能接源型或混合型输入电路形式的PLC，连接图如图11所示：
图11 PNP集电*开路输出和PLC的连接
4 结束语
正是由于PLC输入模块电路形式和外接传感器输出信号的多样性，我们在PLC输入模块接线前要充分了解PLC输入电路的类型和传感器输出信号的形式，只有这样，才能确保PLC输入模块接线正确*误，为后续的PLC编程和调试工作打下*个良好的基础。
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