自动化输出接口电路隔离方式
Date:2022/11/2 9:29:38 / Read: / Source:本站
自动化输出接口电路隔离方式
2)输出接口电路的主要技术参数。
①响应时间。响应时间是指PLC从ON状态转变成OFF状态或从OFF状态转变
成ON状态所需要的时间。继电器输出型响应时间平均约为10ms;晶闸管输出型
响应时间为l ms以下;晶体管输出型在0.2ms以下为最快。
②输出电流。继电器输出型具有较大的输出电流,AC250V以下的电路电压可
驱动纯电阻负载2A/点、感性负载80V-A以下(AC100V或AC200V)及灯负载
100W以下(AC100V或200V)的负载;Y0, Y1以外每输出1点的输出电流是
0.5A,但是由于温度上升的原因,每输出4点合计为0.8A的电流,输出晶体管的
ON电压约为1.5V,因此驱动半导体元件时,请注意元件的输入电压特性。Y0,
丫1每输出1点的输出电流是0.3A,但是对丫0、丫1使用定位指令时需要高速响应,
因此使用10一,OOmA的输出电流;晶闸管输出电流也比较小,FX 2N无晶闸管输
出型。
③开路漏电流。开路漏电流是指输出处于OFF状态时,输出回路中的电流。
继电器输出型输出接点OF「是无漏电流;晶体管输出型漏电流在0.1 mA以下;晶
闸管较大漏电流,主要由内部RC电路引起,需在设计系统时注意。
④输出公共端(COM)。公共端与输出各组之间形成回路,从而驱动负载。
FX 2N有1点或4点一个公共端输出型,因此各公共端单元可以驱动不同电源电压
系统的负载。
(6)电源
PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠
的电源系统是无法正常工作的,因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重
视。一般交流电压波动在++10% (+15%)范围内,可以不采取其他措施而将PLC
直接连接到交流电网上去。如FX 2N额定电压为AC 100一240V,而电压允许范围
在AC85一264V之间。允许瞬时停电在10ms以下,能继续工作。
一般小型PLC的电源输出分为两部分:一部分供PLC内部电路工作;一部分向
外提供给现场传感器等的工作电源。因此PLC对电源的基本要求:
1)能有效地控制、消除电网电源带来的各种干扰;
2)电源发生故障不会导致其他部分产生故障;
3)允许较宽的电压范围;
4)电源本身的功耗低,发热量小;
5)内部电源与外部电源完全隔离;
6)有较强的自保护功能。
(四)可编程序控制器的原理
由于PLC以微处理器为核心,故具有微机的许多特点,但它的工作方式却与
微机有很大不同。微机一般采用等待命令的工作方式,如常见的键盘扫描方式或
I/O扫描方式,若有键按下或有I/O变化,则转入相应的子程序,若无则继续扫描等
待。
PLC则是采用循环扫描的工作方式。对每个程序,CPU从第一条指令开始执
行,按指令步序号做周期性的程序循环扫描,如果无跳转指令,则从第一条指令
开始逐条执行用户程序,直至遇到结束符后又返回第一条指令,如此周而复始不
断循环,每一个循环称为一个扫描周期.扫描周期的长短主要取决于以下3个因
素:一是CPU执行指令的速度;二是执行每条指令占用的时间;三是程序中指令
条数的多少。一个扫描周期主要可分为3个阶段。
1.输入刷新阶段
在输入刷新阶段,CPU扫描全部输入端口,读取其状态并写入输入状态寄存
器。完成输入端刷新工作后,将关闭输入端口,转入程序执行阶段。在程序执行
期间即使输入端状态发生变化,输入状态寄存器的内容也不会改变,而这些变化
必须等到下一工作周期的输入刷新阶段才能被读入。
2.程序执行阶段
在程序执行阶段,根据用户输入的控制程序,从第一条开始逐步执行,并将
相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。当最后一条
控制程序执行完毕后,即转入输入(出)刷新阶段。
3.输出刷新阶段
当所有指令执行完毕后,将输出状态寄存器中的内容,依次送到输出锁存电
路(输出映像寄存器),并通过一定输出方式输出,驱动外部相应执行元件工
作,这才形成PLC的实际输出。
由此可见,输入刷新、程序执行和输出刷新3个阶段构成PLC一个工作周期,
由此循环往复,因此称为循环扫描工作方式。由于输入刷新阶段是紧接输出刷新
阶段后马上进行的,所以亦将这2个阶段统称为I/O刷新阶段。实际上,除了执行
程序和I/O刷新外,PLC还要进行各种错误检测(自诊断功能)并与编程工具通
信,这些操作统称为“监视服务”,一般在程序执行之后进行。综上所述,PLC的扫
描工作过程如图1一14所示。
显然扫描周期的长短主要取决于程序的长短。扫描周期越长,响应速度越
慢。由于每个扫描周期只进行一次I/O刷新,即每一个扫描周期PLC只对输入、输
出状态寄存器更新一次,所以系统存在输入输出滞后现象,这在一定程度上降低
了系统的响应速度。但是由于其对I/O的变化每个周期只输出刷新一次,并且只对
有变化的进行刷新,这对一般的开关量控制系统来说是完全允许的,不但不会造
成影响,还会提高抗干扰能力。这是因为输入采样阶段仅在输入刷新阶段进行,
PLC在一个工作周期的大部分时间是与外设隔离的,而工业现场的干扰常常是脉
冲、短时间的,误动作将大大减小.但是在快速响应系统中就会造成响应滞后现
象,这个一般PLC都会采取高速模块。
总之,PLC采用扫描的工作方式,是区别于其他设备的最大特点之一,我们
在学习和使用PLC当中都应加强注意。
若特殊品种一项无符号,说明通指AC电源、DC输入、横排端子排;继电器输
出为2A/点;晶体管输出为0.5A/点;晶I7管输出为0.3A/点。
例如:FX 2N -48MRD含义为FX 2N系列,输入输出总点数为48点,继电器输
出,DC电源,DC输入的基本单元。又如FX-4 E丫S日的含义为FX系列,输入点数
为0点,输出4点,晶l’@管输出,大电流输出扩展模块。
FX还有一些特殊的功能模块,如模拟量输入输出模块、通信接口模块及外围
设备等,使用时可以参照FX系列PLC产品手册。
2.FX 2N系列17种基本单元
CPU单元如表1-4所示。
若特殊品种缺省,通常指AC电源、DC输入、横式端子排;其中继电器输出为
2A/点;晶体管输出为0.5A/点;晶I7管输出为0.3A/点。
例如:FX 2N -40MRD,其参数含义为三姜FX 2N PLC,有40个I/O点的基本单
元,继电器输出型,使用DC24V电源。
3.FX 2N系列PLC外部结构图
FX 2N系列PLC外部结构如图,-15所示。
2)输出接口电路的主要技术参数。
①响应时间。响应时间是指PLC从ON状态转变成OFF状态或从OFF状态转变
成ON状态所需要的时间。继电器输出型响应时间平均约为10ms;晶闸管输出型
响应时间为l ms以下;晶体管输出型在0.2ms以下为最快。
②输出电流。继电器输出型具有较大的输出电流,AC250V以下的电路电压可
驱动纯电阻负载2A/点、感性负载80V-A以下(AC100V或AC200V)及灯负载
100W以下(AC100V或200V)的负载;Y0, Y1以外每输出1点的输出电流是
0.5A,但是由于温度上升的原因,每输出4点合计为0.8A的电流,输出晶体管的
ON电压约为1.5V,因此驱动半导体元件时,请注意元件的输入电压特性。Y0,
丫1每输出1点的输出电流是0.3A,但是对丫0、丫1使用定位指令时需要高速响应,
因此使用10一,OOmA的输出电流;晶闸管输出电流也比较小,FX 2N无晶闸管输
出型。
③开路漏电流。开路漏电流是指输出处于OFF状态时,输出回路中的电流。
继电器输出型输出接点OF「是无漏电流;晶体管输出型漏电流在0.1 mA以下;晶
闸管较大漏电流,主要由内部RC电路引起,需在设计系统时注意。
④输出公共端(COM)。公共端与输出各组之间形成回路,从而驱动负载。
FX 2N有1点或4点一个公共端输出型,因此各公共端单元可以驱动不同电源电压
系统的负载。
(6)电源
PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠
的电源系统是无法正常工作的,因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重
视。一般交流电压波动在++10% (+15%)范围内,可以不采取其他措施而将PLC
直接连接到交流电网上去。如FX 2N额定电压为AC 100一240V,而电压允许范围
在AC85一264V之间。允许瞬时停电在10ms以下,能继续工作。
一般小型PLC的电源输出分为两部分:一部分供PLC内部电路工作;一部分向
外提供给现场传感器等的工作电源。因此PLC对电源的基本要求:
1)能有效地控制、消除电网电源带来的各种干扰;
2)电源发生故障不会导致其他部分产生故障;
3)允许较宽的电压范围;
4)电源本身的功耗低,发热量小;
5)内部电源与外部电源完全隔离;
6)有较强的自保护功能。
(四)可编程序控制器的原理
由于PLC以微处理器为核心,故具有微机的许多特点,但它的工作方式却与
微机有很大不同。微机一般采用等待命令的工作方式,如常见的键盘扫描方式或
I/O扫描方式,若有键按下或有I/O变化,则转入相应的子程序,若无则继续扫描等
待。
PLC则是采用循环扫描的工作方式。对每个程序,CPU从第一条指令开始执
行,按指令步序号做周期性的程序循环扫描,如果无跳转指令,则从第一条指令
开始逐条执行用户程序,直至遇到结束符后又返回第一条指令,如此周而复始不
断循环,每一个循环称为一个扫描周期.扫描周期的长短主要取决于以下3个因
素:一是CPU执行指令的速度;二是执行每条指令占用的时间;三是程序中指令
条数的多少。一个扫描周期主要可分为3个阶段。
1.输入刷新阶段
在输入刷新阶段,CPU扫描全部输入端口,读取其状态并写入输入状态寄存
器。完成输入端刷新工作后,将关闭输入端口,转入程序执行阶段。在程序执行
期间即使输入端状态发生变化,输入状态寄存器的内容也不会改变,而这些变化
必须等到下一工作周期的输入刷新阶段才能被读入。
2.程序执行阶段
在程序执行阶段,根据用户输入的控制程序,从第一条开始逐步执行,并将
相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。当最后一条
控制程序执行完毕后,即转入输入(出)刷新阶段。
3.输出刷新阶段
当所有指令执行完毕后,将输出状态寄存器中的内容,依次送到输出锁存电
路(输出映像寄存器),并通过一定输出方式输出,驱动外部相应执行元件工
作,这才形成PLC的实际输出。
由此可见,输入刷新、程序执行和输出刷新3个阶段构成PLC一个工作周期,
由此循环往复,因此称为循环扫描工作方式。由于输入刷新阶段是紧接输出刷新
阶段后马上进行的,所以亦将这2个阶段统称为I/O刷新阶段。实际上,除了执行
程序和I/O刷新外,PLC还要进行各种错误检测(自诊断功能)并与编程工具通
信,这些操作统称为“监视服务”,一般在程序执行之后进行。综上所述,PLC的扫
描工作过程如图1一14所示。
显然扫描周期的长短主要取决于程序的长短。扫描周期越长,响应速度越
慢。由于每个扫描周期只进行一次I/O刷新,即每一个扫描周期PLC只对输入、输
出状态寄存器更新一次,所以系统存在输入输出滞后现象,这在一定程度上降低
了系统的响应速度。但是由于其对I/O的变化每个周期只输出刷新一次,并且只对
有变化的进行刷新,这对一般的开关量控制系统来说是完全允许的,不但不会造
成影响,还会提高抗干扰能力。这是因为输入采样阶段仅在输入刷新阶段进行,
PLC在一个工作周期的大部分时间是与外设隔离的,而工业现场的干扰常常是脉
冲、短时间的,误动作将大大减小.但是在快速响应系统中就会造成响应滞后现
象,这个一般PLC都会采取高速模块。
总之,PLC采用扫描的工作方式,是区别于其他设备的最大特点之一,我们
在学习和使用PLC当中都应加强注意。
若特殊品种一项无符号,说明通指AC电源、DC输入、横排端子排;继电器输
出为2A/点;晶体管输出为0.5A/点;晶I7管输出为0.3A/点。
例如:FX 2N -48MRD含义为FX 2N系列,输入输出总点数为48点,继电器输
出,DC电源,DC输入的基本单元。又如FX-4 E丫S日的含义为FX系列,输入点数
为0点,输出4点,晶l’@管输出,大电流输出扩展模块。
FX还有一些特殊的功能模块,如模拟量输入输出模块、通信接口模块及外围
设备等,使用时可以参照FX系列PLC产品手册。
2.FX 2N系列17种基本单元
CPU单元如表1-4所示。
若特殊品种缺省,通常指AC电源、DC输入、横式端子排;其中继电器输出为
2A/点;晶体管输出为0.5A/点;晶I7管输出为0.3A/点。
例如:FX 2N -40MRD,其参数含义为三姜FX 2N PLC,有40个I/O点的基本单
元,继电器输出型,使用DC24V电源。
3.FX 2N系列PLC外部结构图
FX 2N系列PLC外部结构如图,-15所示。
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