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什么是I/O模塊及IO模塊工作原理

??IO模塊

??各I/O點的通斷狀態用發光二極管顯示,外部接線一般接在模塊面板的接線端子上。某些模塊使用可拆卸的插座型端子板,不需斷開端子板上的外部連線,就可以迅速地更換模塊。點數多的高密度I/O模塊的外部接線一般用插座連接,用戶可選用連接插座的電纜和端子板。

??1.輸入模塊

??輸人電路中設有RC濾波電路,以防止由于輸人觸點抖動或外部干擾脈沖引起錯誤的輸人信號。濾波電路延遲時間的典型值為10~20ms(信號上升沿)和20~50ms(信號下降沿),輸人電流為數毫安。

??圖2-4是某直流輸人模塊的內部電路和外部接線圖,圖中只畫出了一路輸人電路,1M是同一輸人組內各輸人信號的公共點。

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西門子S7-300公用程序與手動程序

??1. OB100中的初始化程序

??機械手在*上面和*左邊的位置、夾緊裝置松開時，系統處于規定的初始條件，稱為“原點條件”、此時左限位開關10.4、上限位開關10.2的常開觸點和表示夾緊裝置松開的Q4.1的常閉觸點組成的串聯電路接通，原點條件標志M0.5為1狀態(見圖5-33)。

??CPU剛進入RUN模式的第一個掃描周期時，執行圖5-33中的組織塊OB100。如果此時原點條件滿足，M0.5為1狀態，順序功能圖中的初始步對應的M0.0被置位為活動步，為進入單步、單周期和連續工作方式做好準備。如果M0.5為0狀態，原點條件不滿足，初始步M0.0被復位為不活動步，禁止在單步、單周期和連續工作方式工作。

??2. 公用程序

??圖5-34中的公用程序用于處理各種工作方式都要執行的任務，以及不同的工作方式之間相互切換的處理。當系統處于手動工作方式或回原點方式，手動開關I2.0或回原點開關I2.1為1狀態。與OB100中的處理相同，如果此時滿足原點條件，順序功能圖中的初始步對應的M0.0被置位。如果此時原點條件M0.5為0狀態，初始步M0.0被復位為不活動步，按下起動按鈕也不能轉換到下一步，系統不能在單步、單周期和連續工作方式工作。

??圖2-4 輸入電路

??S7-200可以用CPU模塊輸出的24V直流電源作為輸人回路的電源(見圖2-6),它還可以為接近開關、光電開關之類的傳感器提供24V直流電源。

??當圖2-4中的外接觸點接通時,光耦合器中兩個反并聯的發光二極管亮,光敏三極管飽和導通;外接觸點斷開時,光耦合器中的發光二極管熄滅,光敏三極管截止。信號經內部電路傳送給CPU模塊。顯然,可以改變圖24中輸人回路的電源極性。

??交流輸人方式適合于在有油霧、粉塵的惡劣環境下使用,輸人電壓有110V、220V兩種。直流輸人電路的延遲時間較短,可以直接與接近開關、光電開關等電子輸人裝置連接。

??2、輸出模塊

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自動化PLC基礎知識入門指導

??1、學習階段

??作為一個工業自動化工程師，說一下自己學習的歷程吧，大學是學機械設計的，所以對于PLC應該算是從門外漢學起的，以下所述是針對于西門子S7-300、S7-400系列PLC所言，與S7-200系列PLC有所區別，有人說從300學起是不是有點難，就像我在評論中所說，如果S7-200相當于輛奇瑞QQ，S7-300就是輛大眾 passat，練車用QQ還是 passat并沒有多大區別。由于只是軟件不需要硬件學習的基礎上，200、300的成本是一樣，選一個功能更強大的沒什么不好。

計算機應用/計算控

??2 、門外漢階段

??此階段建議看一些基礎的東西，如什么是PLC( Programmable Logic Contro|ler可編程控制器)，基本原理是什么、可以應用在哪些地方之類的，反正就是對它能有個整體的了解。

??PLC就相當于人的大腦，各種檢測原件(輔入信號)就好比人的眼睛、耳朵、鼻子，執行原件(輸出信號就是手腳，PLC通過收集信號，然后通過邏輯運算(大腦思考判斷)，指揮執行原件動作。

??3 、初級入門

??PLC種類很多，就說西門子吧。首先你需要一臺電腦，配置一般就行，市面上主流配置就可以了，CPU(指PLQ就不用了：其次，安裝編程軟件Step7(簡稱S刀)，版本建議54以上，現在我們做項目都是用5.5版本的。

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??輸出電流的額定值與負載的性質有關,例如S7-200的繼電器輸出電路可以驅動2A的電阻性負載,但是只能驅動200W的白熾燈。輸出電路一般分為若干組,對每一組的總電流也有限制。額定輸出電流還與溫度有關,溫度升高時額定輸出電流減小,有的可編程序控制器提供了有關的曲線。

??圖2-5a是繼電器輸出電路。繼電器同時起隔離和功率放大作用,每一路只給川戶提供一對常開觸點。與觸點并聯的RC電路和壓敏電阻用來消除觸點斷開時產生的電弧。

??圖2-5b是使用場效應曾(MOSFET)的輸出電路。輸出信號送給內部電路中的輸出鎖存器,再經光耦合器送給場效應管,后者的飽和導通狀態和截止狀態相當于觸點的接通和斷開。圖中的穩壓管用來抑制關斷過電壓和外部的浪涌電壓以保護場效應管。場效應管輸出電路的工作頻率可達20kHz 。

??除了輸人模塊和輸出模塊,還有一種既有輸人電路又有輸出電路的模塊,輸人、輸出的點數一般相同,這種模塊使用戶確定可編程序控制器的硬件配置更為方便。

??圖2-5 PLC的輸出電路

??繼電器輸出模塊的使用電壓范圍廣,導通壓降小,承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，但是動作速度較慢,壽命(動作次數)有一定的限制。如果系統輸出量的變化不是很頻繁,建議優先選用繼電器型的。

??晶體管型與雙向品閘管型模塊分別用于直流負載和交流負載,它們的可靠性高,反應速度快,壽命長,但是過載能力稍差。

??從技術的角度考慮，以下指標是選擇PLC型號時應引起注意的問題。

??(1) CPU性能。PLC的CPU性能主要涉及處理器的“位數”、運算速度、用戶存儲器的容量、編程能力(指令的功能、內部繼電器、定時器、計數器的數量等)、軟件開發能力、通信能力等方面。在使用特殊功能模塊、特殊外部設備或是需要網絡連接的場合，應考慮到CPU的功能與以上要求相適應。

??此外，在滿足控制要求的前提下，CPU的價格也是需要設計人員考慮的問題之一，選擇的PLC既要滿足系統的功能要求，同時也應該充分利用其功能，避免不必要的浪費。

??(2) I/O點數。PLC的輸入/輸出點數是PLC的基本參數之一。I/O點數的確定，應以上述的I/O點匯總表為依據。在正常情況下，PLC的I/O點可以適當留有一定的余量，但同時也必須考慮生產制造成本。對于以下情況，應適當考慮增加一定的I/O余量。

??1) 控制對象的部分要求不明確，存在要求改變的可能。

??2) I/O點數統計不完整，設計階段或者現場調試時可能會增加I/O點。3)PLC擴展較困難，但控制系統存在著變動的可能性。4)使用環境條件相對較差，PLC工作負荷較重。5)維修服務不方便，配件供應周期較長。

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