PLC与传感器的连接及应用

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摘 要：plc与传感器技术发展迅猛，是当代工业控制发展的重要标志。生产设备的控制信号通过输入接口传送给CPU。那么PLC的输入/输出接口器件的接线就尤为重要，本文重点从PLC的输入/输出接口与传感器的连接进行论述，介绍了PLC与传感器的连接及应用。

关键词：传感器；PLC；输入电路；输出电路

科学技术是人类社会存在和发展的基石，技术不但需要，而且还应该与时俱进，随着社会发展的需要得到加强和升华。PLC与传感器技术发展迅猛，是当代工业控制发展的重要标志。PLC可以接收来自传感器的各种信号，并应用之完成各种所需的操作。

PLC的输入/输出接口并不复杂，我们知道PLC为了提高抗干扰能力，输入/输出接口都采用光电耦合器来隔离输入/输出信号与内部处理电路的传输。因此，输入/输出端的信号只是驱动光电耦合器的内部LED导通，被光电耦合器的光电管接收，即可使外部输入/输出信号可靠传输。下面就从PLC的输入/输出接口电路，谈一下PLC与传感器的连接及应用。

一、输入/输出接口电路

1.输入接口电路

输入接口是连接PLC与其他外设之间的桥梁。生产设备的控制信号通过输入接口传送给CPU。

开关量输入接口用于连接按钮、选择开关、行程开关、接近开关和各类传感器传来的信号，PLC输入电路中有光电耦合器隔离，并设有RC滤波器，用以消除输入触点的抖动和外部噪声干扰。当输入开关闭合时，一次电路中流过电流，输入指示灯亮，光电耦合器被激励，三极管从截止状态变为饱和导通状态，这是一个数据输入过程。在一般整体式PLC中，直流输入接口都使用PLC本机的直流电源供电，不再需要外接电源。

2.开关量输入接口信号的主要功能

①计量控制：产品或零件的自动计量；检测计量器、仪表的指针范围而控制数或流量；检测浮标控制测面高度，流量；检测不锈钢桶中的铁浮标；仪表量程上限或下限的控制；流量控制，水平面控制。②尺寸控制：金属板冲剪的尺寸控制装置；自动选择、鉴别金属件长度；检测自动装卸时堆物高度；检测物品的长、宽、高和体积。 ③计数及控制：检测生产线上流过的产品数；高速旋转轴或盘的转数计量；零部件计数。 ④检测异常：检测瓶盖有无；产品合格与不合格判断；检测包装盒内的金属制品缺乏与否；区分金属与非金属零件；产品有无标牌检测；起重机危险区报警；安全扶梯自动启停。⑤检测物体存在有否：检测生产包装线上有无产品包装箱；检测有无产品零件。 ⑥转速与速度控制：控制传送带的速度；控制旋转机械的转速；与各种脉冲发生器一起控制转速和转数。 ⑦检验距离：检测电梯、升降设备的停止、起动、通过位置；检测车辆的位置，防止两物体相撞检测；检测工作机械的设定位置，移动机器或部件的极限位置；检测回转体的停止位置，阀门的开或关位置；检测气缸或液压缸内的活塞移动位置。

3.输出接口电路及功能

输出接口用于连接继电器、接触器、电磁阀线圈，是PLC的主要输出口，是连接PLC与外部执行元件的桥梁。PLC有三种输出方式：继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出。其中继电器输出型为有触点的输出方式，可用于直流或低频交流负载；晶体管输出型和晶闸管输出型都是无触点输出方式，前者适用于高速、小功率直流负载，后者适用于高速、大功率交流负载。

二、输入/输出接口器件的接线

1.输入接口器件的接线

PLC的输入接口连接输入信号，器件主要有开关、按钮及各种传感器。在接入PLC时，每个触点的两个接头分别连接一个输入点及输入公共端。PLC的开关量输入接线点都是螺钉接入方式，每一位信号占用一个螺钉。输入公共端在某些PLC中是分组隔离的，例如在FX2N机型是连通的。对于一些无源器件，PLC内部电源能为每个输入点大约提供7mA作电流，这也就限制了线路的长度。PLC与三线传感器之间的连接，三线传感器由PLC的+24端子供电，也可以由外部电源供电；PLC与两线传感器之间的连接，两线传感器由PLC的内部供电。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。

2.输出接口器件的接线

PLC的输出接口上连接的器件主要是继电器、接触器、电磁阀的线圈、指示灯、蜂鸣器等。这些器件均采用PLC机外的专用电源供电，PLC内部不过是提供一组开关接点。接入时线圈的一端接输出点螺钉，一端经电源接输出公共端。由于输出端口连接线圈种类多，所需的电源种类及电压不同，输出端口公共端常分为许多组，一般4点为一组，而且组间是隔离的。PLC输出端口的电流定额一般为2A，大电流的执行器件需配装中间继电器。

3.输出接口器件接线的注意事项

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。

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。

三、结束语

目前PLC数字量输入端口一般分单端共点与双端输入，各厂商的单端共点（COM）的接口有光电耦合器正极共点与负极共点之分，由于这些区别，用户在选配外部传感器时接法上需要一定的区分与了解，只有这样才能正确使用PLC与传感器。PLC输入接口电路形式和外接元件（传感器）输出信号形式的多样性，因此在PLC输入模块接线前必要了解PLC输入电路形式和传感器输出信号的形式，才能确保PLC输入模块接线正确无误，在实际应用中才能游刃有余，为后期的编程工作和系统稳定奠定基础。

参考文献：

[1]刘洪涛，黄海.《PLC应用开发从基础到实践》.电子工业出版社

[2]郭艳萍.《电气控制与PLC应用》.人民邮电出版社

[3]徐科军.《传感器与检测技术》.电子工业出版社

[4]耿文华.《可编程控制器原理及应用实例》.机械工业出版社

课题项目：咸宁职业技术学院课题，项目批准号：2012yjd008