PLC有哪些常见的输入设备？PLC是怎样和常用设备连接的？

PLC常见的输入设备有按钮、行程开关、接近开关、转换开关、拨码器、各种 传感器等，输出设备有继电器、接触器、电磁阀等。正确地连接输入和输出电路，是保证PLC安全可靠工作的前提。

PLC与主令电器类设备的连接PLC与常用设备的连接

PLC常见的输入设备有按钮、行程开关、接近开关、转换开关、拨码器、各种传感器等，输出设备有继电器、接触器、电磁阀等。正确地连接输入和输出电路，是保证PLC安全可靠工作的前提。

1. PLC与主令电器类设备的连接

如图6-4所示是与按钮、行程开关、转换开关等主令电器类输入设备的接线示意图。图中的PLC为直流汇点式输入，即所有输入点共用一个公共端COM，同时COM端内带有 DC24V 电源。若是分组式输入，也可参照图6-4的方法进行分组连接

２。旋转 编码器是一种 光电式旋转测量装置，它将被测的角位移直接转换成 数字信号（高速脉冲 信号）。因些可将旋转编码器的输出脉冲信号直接输入给PLC，利用PLC的高速计数器对其脉冲信号进行计数，以获得测量结果。不同型号的旋转编码器，其输出脉冲的相数也不同，有的旋转编码器输出A、B、Z三相脉冲，有的只有A、B相两相，最简单的只有A相。

如图6-7所示是输出两相脉冲的旋转编码器与FX系列PLC的连接示意图。编码器有4条引线，其中2条是脉冲输出线，1条是COM端线，1条是电源线。编码器的电源可以是外接电源，也可直接使用PLC的DC24V电源。电源“-”端要与编码器的COM端连接，“+ ”与编码器的电源端连接。编码器的COM端与PLC输入COM端连接，A、B两相脉冲输出线直接与PLC的输入端连接，连接时要注意PLC输入的响应时间。有的旋转编码器还有一条屏蔽线，使用时要将屏蔽线接地。

３。传感器的种类很多，其输出方式也各不相同。当采用接近开关、 光电开关等两线式传感器时，由于传感器的漏电流较大，可能出现错误的输入信号而导致PLC的误动作，此时可在PLC输入端并联旁路 电阻Ｒ，如图6-8所示。当漏电流不足lmA时可以不考虑其影响。

式中：I为传感器的漏电流（mA），UOFF为PLC输入电压低电平的上限值（V），RC为PLC的输入阻抗（KΩ），RC的值根据输入点不同有差异。

４。如果PLC 控制系统中的某些数据需要经常修改，可使用多位拨码开关与PLC连接，在PLC外部进行数据设定。如图6-5所示为一位拨码开关的示意图，一位拨码开关能输入一位十进制数的0～9，或一位十六进制数的0～F。

图6-5 一位拨码开关的示意图

如图6-6所示4位拨码开关组装在一起，把各位拨码开关的COM端连在一起，接在PLC输入侧的COM 端子上。每位拨码开关的4条数据线按一定顺序接在PLC的4个输入点上。由图可见，使用拨码开关要占用许多PLC 输入点，所以不是十分必要的场合，一般不要采用这种方法。

５.PLC与输出设备连接时，不同组（不同公共端）的输出点，其对应输出设备（负载）的电压类型、等级可以不同，但同组（相同公共端）的输出点，其电压类型和等级应该相同。要根据输出设备电压的类型和等级来决定是否分组连接。如图6-9所示以FX2N为例说明PLC与输出设备的连接方法。图中接法是输出设备具有相同电源的情况，所以各组的公共端连在一起，否则要分组连接。图中只画出Y0-Y7输出点与输出设备的连接，其它输出点的连接方法相似。

６.PLC的输出端经常连接的是感性输出设备（感性负载），为了抑制感性电路断开时产生的电压使PLC内部输出元件造成损坏。因此当PLC与感性输出设备连接时，如果是直流感性负载，应在其两端并联续流 二极管；如果是交流感性负载，应在其两端并联阻容吸收电路。如图6-10所示。

图中，续流二极管可选用额定 电流为1A、额定电压大于电源电压的3倍；电阻值可取50~120Ω， 电容值可取0.1~0.47μF，电容的额定电压应大于电源的峰值电压。接线时要注意续流二极管的极性。

７.PLC可直接用开关量输出与七段 LED显示器的连接，但如果PLC控制的是多位LED七段显示器，所需的输出点是很多的。

如图6-11所示电路中，采用具有锁存、译码、驱动功能的 芯片CD4513驱动共阴极LED七段显示器，两只CD4513的数据输入端A～D共用PLC的4个输出瑞，其中A为最低位，D为最高位。LE是锁存使能输入端，在LE信号的上升沿将数据输入端输入的BCD数锁存在片内的 寄存器中，并将该数译码后显示出来。如果输入的不是十进制数，显示器熄灭。LE为高电平时，显示的数不受数据输入信号的影响。显然，N个显示器占用的输出点数为P=4＋N。

如果PLC使用继电器输出模块，应在与CD4513相连的PLC各输出端接一下拉电阻，以避免在输出继电器的触点断开时CD4513的输入端悬空。PLC输出继电器的状态变化时，其触点可能抖动，因此应先送数据输出信号，待该信号稳定后，再用LE信号的上升沿将数据锁存进CD4513。

PLC输入外部电路的形式

PLC输入外部电路的外部节点形式共分为以下三种：

1、无源节点输入，即：开关节点输入。

2、NPN和PNP节点输入

3、二极管输入

下面，就这三种节点输入的形式及接线方式简单说明一下。

1、无源节点输入（开关量输入）

此种节点形式是PLC输入用的最多的一种形式。使用此种形式时，只要注意PLC的输入公共端是共阳极还是共阴极就行了。如为共阳极，则通过开关节点引入的应该是负极，如为共阴极，则经过开关节点引入的应该是正极。如下图所示（括号内为共阳极时）：

２、NPN和PNP节点输入

一些传感器或接近开关的输出节点是NPN或PNP节点形式。这时，做为PLC的输入是选NPN还是PNP节点，一方面要看要看PLC的接线形式而定，另外还要看传感器或接近开关的接线形式。下面举例来说明：

如下图所示，传感器的输出是NPN形式的。从图中负载接线可知，传感器动作时，输出0V（黑线④处）。这就要求，PLC的公共端（COM）是正极。因此，对于此线路，当PLC的公共端接（CON）正极时，PLC的输入就只能用NPN形式。

下图正好相反，当传感器动作时，其输出为正极（黑线④处）。此时，就要求PLC的公共端（COM）接负极。因此，对于此线路，当PLC的公共端接负极时，PLC的输入就只能用PNP的形式。

PLC的输入节点到底是采用PNP还是NPN的形式，其实大不可必死记。只要明白PLC输入内部的 电路原理就行了，即：采用PNP还是NPN节点，都必须保证PLC输入电路内部的光电耦合部分的发光二极管得电。

以上两例是以 西门子PLC为例，西门子PLC输入内部线路的光电耦合的公共端可以是共阴极或共阳极，因此，在考虑使用NPN或PNP输入时，可以改变公共端（COM）的正极或负极来分别使用；而对于三菱FX系列的PLC，因光电耦合的公共端是固定采用共阳极的，因此公共端只能接正极，输入也就只能使用NPN节点输入方式了。

3、串二极管输入

有时，需要在PLC的输入节点中串入一个发光二极管来为指示。如下图所示：

此时，一般PLC都会规定串入二极管的允许电压降及允许串入的二极管的个数。比如，上图所示的FX系列的PLC规定，发光二极管允许电压降为4V，最多允许中时串入2个。

PNP与NPN型传感器其实就是利用三极管的饱和和截止，输出两种状态，属于开关型传感器。但输出信号是截然相反的，即高电平和低电平。PNP输出是低电平0，NPN输出的是高电平1。

PNP与NPN型传感器（开关型）分为六类：

1、NPN-NO（常开型）

2、NPN-NC（常闭型）

3、NPN-NC+NO（常开、常闭共有型）

4、PNP-NO（常开型）

5、PNP-NC（常闭型）

6、PNP-NC+NO（常开、常闭共有型）

PNP与NPN型传感器一般有三条引出线，即电源线VCC、0V线，OUT信号输出线。

1、NPN类

NPN是指当有信号触发时，信号输出线OUT和电源线VCC连接，相当于输出高电平的电源线。

对于NPN-NO型，在没有信号触发时，输出线是悬空的，就是VCC电源线和out线断开。有信号触发时，发出与VCC电源线相同的电压，也就是out线和电源线VCC连接，输出高电平VCC。

对于NPN-NC型，在没有信号触发时，发出与VCC电源线相同的电压，也就是out线和电源线VCC连接，输出高电平VCC。当有信号触发后，输出线是悬空的，就是VCC电源线和out线断开。

对于NPN-NC+NO型，其实就是多出一个输出线OUT，根据需要取舍。

2、PNP类

PNP是指当有信号触发时，信号输出线OUT和0V线连接，相当于输出低电平0V。

对于PNP-NO型，在没有信号触发时，输出线是悬空的，就是0V线和OUT线断开。有信号触发时，发出与0V相同的电压，也就是OUT线和0V线连接，输出输出低电平0V。

对于PNP-NC型，在没有信号触发时，发出与0V线相同的电压，也就是OUT线和0V线连接，输出低电平0V。当有信号触发后，输出线是悬空的，就是0V线和OUT线断开。

对于PNP-NC+NO型，和NPN-NC+NO型类似，多出一个输出线OUT，及两条信号反相的输出线，根据需要取舍。

我们一般常用的是NPN型，即高电平有效状态。PNP很少使用。

NPN还是PNP的输出信号是高电平还是低电平，也没必须硬记NPN是接共阳极的PLC还是共阴极的PLC.我们知道，PLC的输入是发光二极管隔离，PLC共阳极，就是把所有发光二极管的阳极接在一起，此时，要想PLC有输入（即让发光二极管亮），PLC的输入端（即发光二极的阴极）必须是一个低电平才对.PLC共阴极时也一样。大家千万不要死记硬背一些所谓的法则。要根据具体情况具体分。

不同形式的直流输入信号如何与PLC连接

在可 编程程序 控制器控制系统中遇到的的直流有源输入信号，一般都是5V、12V、24V、48V等。而目前的PLC输入模块输入点的响应电压范围是3~120V之间，因此，这类信号不必做转换处理，直接和PLC输入模块输入点连接，但和其他无源开关量信号以及其他来源得直流电压信号混合接入PLC输入点时一定注意电压的0V点一定要连接。

如图1所示，输入点I0.0、I0.1连接光电编码器、接近开关的输出信号（OUT），它们的驱动电源由PLC自身的24V提供，它们OUT端子输出信号是有源信号，在和另外两个无源开关量信号I0.2、I0.3混合连接，PLC的M端子与PLC的0V端子以及光电编码器、接近开关的0V信号连接在一起，PLC的输入点的响应电压电位差都是以一个共同参考点为基点。

图1

在图1中，光电编码器和接近开关的直流 供电是由PLC自身24V电源提供，这是可编程序控制器控制系统中经常的设计方法，这种方法使系统简单，成本低。但在有些情况，比如PLC的直流电源的容量无法支持过多的负载或者外部 检测设备的电源不能使用24V电源，而必须5V、12V等。在这种情况下，就必须设计外部电源为这些设备提供电源，而且这些设备输出的信号电压不同，如图2所示。

图2

在图2中，光电编码器的电源是12V，为它设计配备了12V的直流电源，接近开关的电源是5V，为它设计配备了5V的直流电源。它们OUT的输出信号分别是12V和5V的脉冲信号。而且在图中有两个无源开关量的输入信号。

不同电压的直流信号可以PLC输入模块输入点连接，但必须注意的是信号电位差的参考点必须共同。在图2中，光电编码器、接近开关、无源开关量的0V信号必须连接在一起，否则，会出现PLC输入点的响应电压混乱，造成有的输入点的电压过高，尽管可以触发输入点，但有可能过高得电压而烧毁输入点。而有的输入点的电压过低，而无法触发输入点。这在可编程序控制器控制系统中是特别注意的。