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乾貨|從手冊到圖紙,教你學會PLC的IO接線套路

PLC(可程式設計控制器)是軟硬結合的一門技術,因為我們編寫的程式需要外部接線才能實現,而只有接線沒有程式的PLC也是沒有任何工程意義的,所以,入門學PLC的時候一定要端正一個觀念,那就是PLC不僅僅是程式設計,還包括PLC的外圍線路。

PLC的接線可以分兩部分,一是電源接線,一是IO接線。電源接線很簡單,確認PLC的供電電源,市面上的PLC一般是兩種規格的供電,DC24V和AC220V,接線前,一定要確認PLC的電源,否則就是一陣青煙,一般PLC電源部分都會有標識,具體可以參考硬體手冊。一般PLC的包裝盒裡也會有一張簡易說明,需要注意的是,接地線一定要接,不能省略。

IO接線是PLC接線的重點,也就是PLC的輸入輸出接線,它包括數字量和模擬量。從應用的角度出發,所謂PLC的輸入,就是人發給PLC的命令訊號。這些命令透過各種開關、按鈕、限位、溫度感測器、電位器等實現的。

PLC的輸入&接線邏輯

先講解數字量的接線,它包含PNP和NPN兩種形式,其實很簡單,照手冊接就可以,不過很多初學者沒有耐心去看手冊,這點是不對的。這兩種接線方式的區別就是公共端的接法不一樣。PNP又稱正邏輯,源型接法,高電平有效。NPN又稱負邏輯,漏型接法,低電平有效。

初學入門怎樣理解PLC的輸入訊號,以及NPN與PNP邏輯的接線與實現?

圖1 施耐德PLC的硬體手冊

如圖1所示,這是施耐德PLC的硬體手冊的接法說明,從圖中可以看出0V和COM0端短接,當I0上的開關閉合後,輸入I0就會有24V輸入,很明顯這是PNP接法。

那麼,具體我們在實際中是怎麼應用的呢?可以參照一份圖紙(圖2):

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圖2 實際接線圖紙

大家可以看一下,這和手冊中有什麼區別呢?對了,圖紙中並沒有用PLC的DC24V電源,而是外接電源,一般在實際應用中,都採用此種方案,因為,當輸入數量過多,或者是外部接線過長時,由於PLC提供的電源功率比較低,可能會出現過載,因此建議,大家都配備DC24V開關電源。

接下來就是現場接線了,按照圖紙接好線,那麼PLC的輸入部分就算完成了。

PLC的輸出與實現

而PLC的輸出,就是PLC去驅動機器裝置,是靠繼電器、閘流體、電晶體去實現的。而這正是PLC輸出的三種類型。今天,就為大家講述PLC的輸出意義以及如何實現。

PLC的輸出在內部是各種電路,我們作為使用者看到的是各種接線端子。

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圖3 PLC的接線端子

如圖3,畫面左邊的一排螺絲就是我們接輸出的地方,無論任何PLC都是這種形式,無非是排列方式不一樣,螺絲換樣子而已。單從外觀,我們是無法區分PLC輸出的型別的。一般是從型號上區分,PLC的型號上一般都有表示輸出特性的字母。

R:英文“Relay”的縮寫,表示繼電器輸出,可接交直流負載。

T:英文“Transistor”的縮寫,表示電晶體輸出,只能接直流負載。

S:英文“Silicon”的縮寫,表示閘流體輸出,只能接交流負載。

比如PLC的型號是K7M-DRT20U,字母R、T就是表示輸出的字母。它表示此PLC是繼電器和電晶體混合輸出的。大多數PLC都是用這些字母表示的,應用最廣泛的西門子PLC是用單詞簡寫表示,比如DC、DC、RLY就分別表示電源、輸入、輸出的型別,很顯然RLY表示是繼電器輸出。

電晶體輸出可以發出高速脈衝,一般是控制伺服,分PNP和NPN兩種接法。閘流體輸出可以直接接交流負載,一般很少用。我們用的最多的就是繼電器輸出,和我們平常用的繼電器是一摸一樣的。它價效比高,可接交直流負載,它僅僅是一個觸點,所以不分NPN和PNP。

缺點是:反應時間慢(相對於電晶體而言),而且有機械壽命(電晶體只有老化,而無壽命)。

那麼,我們是怎麼根據手冊來接線的呢?下面我以施耐德TM218LDA40DRPHN 為例向大家說明,從型號看,它是繼電器型輸出。

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圖4 PLC的硬體手冊

圖4,這是PLC的硬體手冊,看黃色熒光筆部分,我畫出了一個輸出迴路,由此可以看出PLC繼電器輸出的實質就是一個開關,COM端和輸出端子之間構成了一個個的開關。當Q8有輸出的時候,COM和Q8之間導通,也就驅動了外部的元器件,比如繼電器、指示燈等。而繼電器就可以去驅動電機、變頻器、氣缸等元器件,實現機器動作。

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圖5 接線圖紙

如圖5所示,這是實際的接線,紅色圓圈部分是外接的電源,而黃色熒光筆部分就是Q8這個輸出點的迴路。電流從右側24+端子流入COM3,當Q8有輸出的時候,COM3和Q8導通,驅動繼電器,而主機3就會啟動,所以,PLC的輸出其實就是導通了輸出點和COM端。同理Q9有輸出就是導通了COM端和Q9, Q12有輸出就是導通了COM4和Q12。需要注意的是,PLC的輸出端不止有一個公共端COM,一定要區分使用。

結 語

PLC無論是什麼品牌,都是萬變不離其宗,大家學習PLC不要為了學習而學習,不是為了學習某個品牌。而是掌握原理和實現方法。這樣即使換個PLC,也可以輕鬆掌握。所以,還是要掌握PLC從手冊到圖紙的一般套路,希望初學者能認真理解,舉一反三。