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I/O模块选择与电路设计优化方案

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:小规模系统可选择一体化PLC,基本单元及扩展单元可增加I/O点数;而且一体化PLC有A-D、D-A模块配套。系统较大时应选用模块化PLC产品。根据现场检测元件与模块之间的距离,选择工作电压等级;距离远时选用较高电压模块。模拟量I/O模块①输入范围。⑤智能I/O模块包括通信处理、调制解调器、高速计数、PID调节、中断控制、位置控制等模块。保护环节信号需要停机时,应将这些作PLC输入信号。

I/O模块选择与电路设计优化方案

小规模系统可选择一体化PLC,基本单元及扩展单元可增加I/O点数;而且一体化PLC有A-D、D-A模块配套。系统较大时应选用模块化PLC产品。

(1)开关量输入

①工作电压等级。根据现场检测元件与模块之间的距离,选择工作电压等级;距离远时选用较高电压模块。

②模块密度。根据分散在各处输入信号和信号动作时间确定模块密度,集中在一处的输入信号尽可能输入到1块或几块模块;对32点或64点高密度输入模块,同时接通点数与输入电压和环境温度有关,一般而言同时接通点数最好不超过模块总点数的60%。

门槛电平。输入点接通电平和关断电平的差值称为门槛电平,为提高可靠性,门槛电平值越大,抗干扰能力越强,传输距离就越远。一般模块具备相应的可靠性指标。

④输入端漏电流控制。连接电缆双绞线线路电容可能引起交流漏电,晶闸管截止时有漏电流;带LED指示开关会产生较大的漏电流;在输入端并联电阻和电容,可以降低输入阻抗;PLC提供DC24V电源时,接传感器提供电源方便,但容量小,多传感器如超出DC24V容量时,必须采用外接电源。

(2)开关量输出

①输出方式。继电器输出方式用于动作不频繁的交直流负载,触点容量大,有隔离作用,寿命不长,适合纯阻负载,感性负载通断频率不超过1Hz;晶闸管和晶体管输出方式电流小,适合通断频繁的感性负载,晶闸管输出用于开关频率高、电感大、低功率因数的交流负载,晶体管输出适用于开关频率较高的直流负载。

②输出电流。模块输出电流必须大于负载电流额定值,如负载电流较大,必须增加功率放大环节;对容性负载、热敏电阻负载,接通时有冲击电流,需有足够裕量。应注意同时接通点数电流累计值必须小于公共端所允许通过的电流值。输出回路安装熔断器时,继电器输出回路选用普通熔断器,晶体管和晶闸管输出回路选用快速熔断器。

(3)模拟量I/O模块

①输入范围。电压0~5V、0~10V,或-2.5~2.5V、-5~5V;电流0~20mA、4~20mA等。传感器变送器距离较远时,选用0~20mA或4~20mA型。现场干扰强,建议用电流信号。(www.xing528.com)

②精度。模拟量输入模块的精度、分辨率、转换时间等,需满足控制要求。

③抗干扰。采样信号与供电电源保持适当距离,模拟量输入信号线用屏蔽线;温度传感器输入用与传感器分度号一致的补偿导线。

④模拟量输出模块。输出有0~10V,-10~10V,0~20mA,4~20mA等,一般模拟量输出模块都同时具有电压/电流输出方式。

⑤智能I/O模块包括通信处理、调制解调器高速计数、PID调节、中断控制、位置控制等模块。有些一般I/O模块也可实现,但编程工作量大。根据控制要求,如有些参数需要监控和设定,可选择文本编辑器、操作面板、触摸屏接口单元。

(4)I/O设备与PLC连接 输入/输出信号应符合工艺要求、操作方式,如自动、半自动、手动、紧急停止电路等,还有电源、保护、接地等。模拟量输入信号应与PLC模拟量输入数值匹配。

①停止、复位与保护信号。保护环节信号需要停机时,应将这些作PLC输入信号。不可在PLC外部输出电路的电源供电线路加装开关或接触器,控制其通断。

②保护。一般1个线圈回路1个熔断器,也可1组线圈回路接1个熔断器。输出直流感性元件并接1A左右续流二极管,额定电压是负载电压3倍以上,见图7-227;交流感性元件并联阻容元件,选0.5W/100Ω电阻和0.1μF电容,电容耐压是负载电压3倍以上。对白炽灯,2A继电器输出接100W、AC220V的灯泡双向晶闸管输出负载电小于10mA时,负载两端并电阻。

③对安全要求高的电路,在程序互锁基础上,外部电路也要互锁。

④特殊模块输出如DC 4~20mA、DC 0~10V等,要根据执行机构、抗干扰要求等进行选择。

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