西門子6ES75221BL100AA0數(shù)字量輸出模塊

PLC控制系統(tǒng)中電氣控制原理圖的設計及繪制

電氣控制原理圖是根據(jù)所要達到的控制過程需要的控制信號和被控制設備及控制要求繪制出來的，因此，繪制電氣控制原理圖首先要分析控制過程和控制要求，然后按一定的步驟來完成。設計PLC的電氣控制原理圖，首先要了解輸入輸出信號的性質(zhì)和相關(guān)要求，然后再根據(jù)所選用的PLC來合理地安排輸入輸出地址，后才能完成電氣原理圖的設計。

1）輸入/輸出點數(shù)

根據(jù)要實現(xiàn)的具體工作過程和控制要求理清有哪些輸入量，需要控制哪些對象，輸入量的個數(shù)即所需要的輸入點數(shù)，需要控制的對象需要的信號數(shù)即所需要的輸出點數(shù)。

2）PLC的輸入輸出地址分配表

輸入輸出地址分配表是根據(jù)控制要求中需要的輸入信號和所要控制的設備來確定PLC的各輸入輸出端子分別對應哪些輸入輸出信號或設備所列出的表。如表1所示為PLC控制的四路搶答器的I/O地址分配表。

表1  控制四路搶答器的PLC I/O地址分配表

I/O地址分配表一般要根據(jù)輸入輸出信號的信息和相關(guān)要求及所選用的PLC型號來進行分配，關(guān)于輸出信號，需要了解所控制的設備的電源電壓和工作電流，然后按照所需電源的不同進行分組。如YL-235A光機電一體化實訓裝置中所用的PLC為FX2N-48MR型，它的輸出分為五組，其中有四組是四個輸出端共用一個COM端，有一組是八個輸出端共用一個COM端。

3）繪制電氣控制原理圖的要求

在繪制電氣控制原理圖時，首先要求整體布局合理，一般是左邊為輸入回路，右邊為輸出回路，或者下邊為輸入回路，上邊為輸出回路，主要控制元件位于中間位置；其次要求所畫原理圖正確；再次所用元器件的圖形符號應符合中華人民共和國標準，要求對所用元件進行標注和說明，并對所有連線進行編號。

應該注意的是，同一企業(yè)應盡量做到機型統(tǒng)一。這樣，同一機型的PLC模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理；同時，其統(tǒng)一的功能及編程方法也有利于技術(shù)力量的培訓、技術(shù)水平的提高和功能的開發(fā)；此外，由于其外部設備通用，資源可以共享，因此，配以上位計算機后即可把控制各獨立系統(tǒng)的多臺PLC聯(lián)成一個DCS系統(tǒng)，這樣便于相互通信，集中管理。

    二、I/O的選擇

成微、小、中、大、巨型多種PLC。按I/O點數(shù)分，可分為微型PLC（32I/O）、小型PLC（256I/O）、中型PLC（1024I/O）、大型PLC（4.69I/O）、巨型PLC（8195I/O）五種。

    PLC與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過I/O接口模塊來實現(xiàn)的。PLC有許多I/O接口模塊，包括開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊以及其他一些特殊模塊，使用時應根據(jù)它們的特點進行選擇。

    （一）確定I/O點數(shù)

    根據(jù)控制系統(tǒng)的要求確定所需要的I/O點數(shù)時，應再增加 10%～20%的備用量，以便隨時增加控制功能。對于一個控制對象，由于采用的控制方法不同或編程水平不同，I/O點數(shù)也應有所不同。表2列出了典型傳動設備及常用電氣元件所需的開關(guān)量的I/O點數(shù)。

表2 典型傳動設備及常用電氣元件所需的開關(guān)量的I/O點數(shù)

（二）開關(guān)量I/O

    開關(guān)量I/O接口可從傳感器和開關(guān)（如按鈕、限位開關(guān)等）及控制設備（如指示燈、報好器、電動機起動器等）接收信號。典型的交流輸入/輸出信號為24～240V，直流輸入/輸出信號為5～240V。盡管輸入電路因制造廠家不同而不同，但有些特性是相同的，如用于錯誤信號的抖動電路等。此外，大多數(shù)輸入電路在高壓電源輸入和接口電路的控制邏輯部分之間都設有可選的隔離電路。在評估離散輸出時，應考慮熔絲、瞬時浪涌保護和電源與邏輯電路間的隔離電路。熔絲電路也許在開始時花費較多，但可能比在外部安裝熔絲耗資要少。

    （三）模擬量I/O

    模擬量輸入/輸出接口一般用來感知傳感器產(chǎn)生的信號。這些接口可用于測量流量、溫度和壓力，并可用于控制電壓或電流輸出設備。這些接口的典型量程為-10～+10V、0～+11V、4～20mA或10～50mA。一些制造廠家在PLC上設計有特殊模擬接口，因而可接收低電平信號，如RTD、熱電偶等。一般來說，這類接口模塊可用于接收同一模塊上不同類型的熱電偶或RTD混合信號。

    （四）特殊功能I/O

    在選擇一臺PLC時，用戶可能會面臨一些特殊類型且不能用標準I/O實現(xiàn)的I/O限定（如定位、快速輸入、頻率等）。此時用戶應當考慮供銷廠商是否提供有特殊的有助于大限度減小控制作用的模塊。有些特殊接口模塊自身能處理一部分現(xiàn)場數(shù)據(jù)，從而使CPU從繁重的任務處理中解脫出來。

    （五）智能式I/O

    當前，PLC的生產(chǎn)廠家相繼推出了一些智能式的I/O模塊。一般智能式I/O模塊本身帶有處理器，可對輸入或輸出信號作預先規(guī)定的處理，并將處理結(jié)果送入CPU或直接輸出，這樣可提高PLC的處理速度并節(jié)省存儲器的容量。

    綜上，表3歸納了選擇I/O模塊的一般規(guī)則。   

表3 選擇PLC的I/O接口模塊的一般規(guī)則

西門子6ES75221BL100AA0數(shù)字量輸出模塊