PLC数字量输入电路的形式（原）

PLC控制系统的设计中，虽然接线工作占的比重较小，大部分工作还是PLC的编程设计工作，但它是编程设计的基础，只要接线正确后，才能顺利地进行编程设计工作。而保证接线工作的正确性，就必须对PLC内部的输入输出电路有一个比较清楚的了解。现本文仅就PLC输入电路的常见形式做一个比较详细的分析和介绍。

我们知道，PLC数字输入模块为了防止外界线路产生的干扰（如尖峰电压，干扰噪声等）引起PLC的非正常工作甚至是元器件的损坏，一般在PLC的输入侧都采用光耦，来切断PLC内部线路和外部线路电气上的联系，保证PLC的正常工作。并且在输入线路中都设有RC滤波电路，以防止由于输入点抖动或外部干扰脉冲引起的错误信号。

PLC的输入电路，按外接电源的类型分，可以分为直流输入电路和交流输入电路；按PLC输入模块公共端（COM端）电流的流向分，可分为源输入电路和漏输入电路；按光耦发光二极管公共端的连接方式分，可分为共阳极和共阴极输入电路。下面分别来说明：

一、直流输入电路和交流输入电路

1、直流输入电路

图1为直流输入电路的一种形式（只画出一路输入电路）。当图1中外部线路的开关闭合时，PLC内部光耦的发光二极管点亮，光敏三极管饱合导通，该导通信号再传送给处理器，从而CPU认为该路有信号输入；外界开关断开时，，光耦中的发光二极管熄灭，光敏三极管截止，CPU认为该路没有信号。
2、交流输入电路

交流输入电路如图2所示，可以看出，与直流输入电路的区别主要就是增加了一个整流的环节。

交流输入的输入电压一般为AC120V或230V。交流电经过电阻R的限流和电容C的隔离(去除电源中的直流成分)，再经过桥式整流为直流电，其后工作原理和直流输入电路一样，不再缀述。
图2：交流输入电路

从以上可以看出，由于交流输入电路中增加了限流、隔离和整流三个环节，因此，输入信号的延迟时间要比直流输入电路的要长，这是其不足之处。但由于其输入端是高电压，因此输入信号的可靠性要比直流输入电路要高。一般，交流输入方式用于有油雾、粉尘等恶劣环境中，而直流输入方式用于环境较好，电磁干扰轻的场合。

二、源输入和漏输入电路

此种分类方法是针对直流输入方式来分的，而对于交流输入方式就无所谓电流的流进流出了。

1、漏输入电路

图1所示也漏输入电路的一种形式，此时，电流从PLC的输入端流进，而从公共端（COM端或M端）流出，即PLC公共端接外接DC电源的负极。

三菱FX系列的PLC输入电路就属于此形式。

2、源输入电路

正好和漏输入电路相反，源输入电路的电流是从PLC的COM端流进，而从PLC的输入电路中流出，即PLC的COM端接的是外接电源的正极，如图3所示。
三菱A系列的PLC输入电路就属于此类型。

3、混合型输入电路

因此类型的PLC公共端既可以流出电流，也可以流出电流，同时具有源输入电路和漏输入电路的特点，所以我们可以姑且把这种输入电路称为混合型输入电路。其电路形式可以按图4理解。

图4：混合型输入电路

作为源输入时，公共端接电源的正极；作为漏输入时，公共端接电源的负极。这样，可以根据现场需要接线，给接线带来极大的灵活性。

西门子了PLC大部分输入电路均属于此种类型。

三、共阳极和共阴极输入电路

在PLC的输入电路中，每一路光耦的发光二极管一般不是独立的，都和其它路的发光二极管的阳极或阴极连在一起，然后再引至PLC的外接端子上，作为这几路的公共端。每个公共端包含输入的支路数困PLC型号的不同而不同，在接线时，请参考其用户手册。

1、共阳极输入电路

共阳极输入是把多条输入支路光耦发光二极管的阳极连在一起做为公共端。其电路形式如图5所示。
图5：共阳极输入电路

可以看出，此种输入电路实际上就是源输入电路。

2、共阴极输入电路

共阴极输入是把多条输入支路光耦发光二极管的阻极连在一起做为公共端。其电路形式如图6所示。
图6：共阳极输入电路

可以看出，此种输入电路实际上就是漏输入电路。

现在许多传感器的输出除了继电器干接点输出外，还经常有两种输出形式，即NPN集电极开路（主要是日本产品）和PNP集电极开路（主要是欧美产品）输出两种输出形式。有时这两种输出形式在适用的PLC的类型和接线上有点无所施从。现就这两种输出形式的电路原理及所适用的PLC输入模块的电路类型做一简单介绍。

下图7和图8分别是传感器NPN和PNP集电极开路输出的一种电路形式。
图7：NPN集电极开路输出电路
图8：PNP集电极开路输出电路

从图7和图8可以看出，当传感器动作时，NPN集电极开路输出的是低电平，PNP集电极开路输出的是高电平，此时如把OUT信号端接到PLC的输入，要想使PLC输入电路光耦的发光二极管点亮（即PLC有输入），前者必须要求PLC的公共端接外接电源正极（即源输入形式），后者要求PLC的公共端接电源的负极（即漏输入形式），这样，光耦发光二极管才能形成回路。两种集电极开路输出和PLC输入模块连接时的电路图如下图9和图10所示。
图9：PNP输入时连接PLC接线图
图10：NPN输入时连接PLC接线图
以上简单分析了PLC输入电路的及其对应的外接线路几种形式，可以看出，就象PLC编程一样，要想编出一个正确无误的程序，必须了解PLC的工作原理，而要正确连接PLC的输入电路，也必须了解PLC的输入电路形式。