1,看图,首先要搞清楚PLC内部大致结构(三菱FX2N为例):
如图:AC/DC转换器,一次回路,二次回路。转换器为一二次回路供电,一二次回路通过光耦连接。
2, AC/DC转换器
2.1 外部输入220V转出24V和5V,供内部使用。
2.2 24V:要非常熟悉,并且要区分好24V的这两个用途,很多兄弟就是在这个地方混淆了,迷失了。下面分别介绍这两个用途。
A,为一次回路驱动接口电路供电,驱动各个信号通道的发光二极管工作。
从图上看,X和COM这两个端子,如果这两个端子闭合的话讲形成回路电流,经过正向二极管,发光二极管发光,流回COM端,也就是24V的负极。当发光二极管工作,就光电耦合到二次回路,完成信号输入。每个通道会消耗掉7ma的电流。一个FX2N-24mr的PLC的AC/DC转换器24V电源容量为250ma。该电流与外部传感器没有关系,就负责当有信号回路时让发光二极管发光。
B,为外部负载提供工作电源。很少这样使用。
从图上看,我用虚线画了一条线,端子为24V+。这个端子在三菱PLC上都是有的。是PLC为我们提供的一个24V负载电源,可以驱动一些光电开关之类。这个转换器容量不大,fx2n24MR为250mA,如果后面不接扩展的话,这些容量就都可以拿来供外接传感器工作。所
以要充分考虑到外接开关的工作电流。不能超过转换器的容量。一般情况,可以带几个微型传感器。举个例,一个光电传感器工作负载电流100ma,空载电流30ma。那么就可以带250除以100=2个这样的传感器。当然,只带2个传感器没什么用,而且与PLC共电源比较危险,所以我们一般在输入端外加开关电源,很少直接挂负载。这部分后面会讲。
这就是内部24V的两个作用。
2.3 5V,二次回路硬件工作电压及主板工作电压,这里我们不讨论。就像西门子的PS模块一样,需要产生一个工作电压给整个PLC系统,包括给后面的扩展模块。需要考虑容量的问题,这里不讨论。
3,一次回路,如图,前面说的基本都是一次回路。
4,二次回路,读取IO的主板硬件回路,我们一般不管。由转换器转出的5V驱动。这个5V也就是说是PLC主板工作电压。
几个重要的问题,我这里说开了分析下。
1,输入电路外接开关电源。
在项目的选型中,就要考虑是否需要向传感器供电。比如机械开关,你根本不需要供电,所以根本不需要开关电源。但如果需要供电,就要考虑传感器的负载是多大,如果电压等级也是24V,那么负载电流多大,如果大于等于或者接近于我们的PLC24V内部电源容量,那么肯定需要加外部开关电源。如果有一些电感式磁感应限位,想都不要想,肯定外加开关电源。因为其工作电流都在200ma。
另一个问题,如果加开关电源,接线怎么接。接开关电源,就取代了B功能,由开关电源直接给传感器供电。传感器的24与0和开关电源的正负相接。信号线接X端,再将COM端与开关电源负连起来,图中的1,2两根线构成回路,也就是上文讲的7ma电流(红标注)的回路。PLC上的24+就不要去动了。空着。
2,传感器的NPN和PNP有什么区别?
这几个字母表示三极管的类型,通过饱和截止状态形成快速的通断给出信号。
NPN,低电平有效,有效的意思是开关动作后,图中信号点是0V,图中简化一点就是B,C两个点闭合,电流是从外部流入传感器的。三菱的IO是低电平有效,必须用NPN型。
PNP,高电平有效,开关动作时,AC两个点闭合,C点是24V,信号点是高电平,所以电流的话是流出去的。西门子的IO就是高电平有效,所以必须用PNP型。
模块电源是什么意思所以,一般别人问到底是用NPN还是PNP的时候,你就反问他,PLC的IO模块是电流流入型还是流出型。切记一点,自己要强化电流流入还是流出的区别。三菱是内部有24电源的,来构成回路。西门子是外部供电。
注意的是,图中传感器我画的是一个逻辑简化图,方便我们记住开关过程。真实的内部电气图肯定不是这样的,我也懒得粘贴了。
3,PLC输入类型:源式,漏式
很简单,源式输入,带电源的输入,PNP。漏式输入,不带电源,NPN。西门子欧美多为PNP,源式。日本三菱多为NPN,漏式。不管怎样,都是直流输入,都是安全的。
4,了一张西门子IO,看看。
上图给出了西门子IO的简图。比较三菱的图。三菱的一次回路还是内部电源驱动的。西门子的一次回路也是外部开关电源驱动。所以用西门子的模块的话,肯定要配一个开关电源给IO模块供电,这样形成于PLC内部的完全隔离。比如外部有什么电压故障,一次回路有问题只会造成一个通道坏掉,并不会影响其他通道,也不会影响到内部电源转化器(三菱不一样,自己揣摩,口水都说干了)。
4,扩展模块怎么供电。
比如三菱FX2N-64MR 再扩16EX模块,16个输入点。64MR本体我们已经知道怎么接了,肯定是外加开关电源,负极连到COM即可。那么扩展模块呢,我们一般是用开关电源直接给扩展模块供电,正接24,负接COM。确切地说是给一次回路供电,更确切地说是驱
动发光二极管。这样的接法就类似于西门子的输入模块,靠外部电源给一次回路供电。但记住三菱的特性仍然一样,为电流输出。当然也可以把本体的24+引过来,但是已经有了开关电源为什么还要这么麻烦呢,而且还担心内部电源容量的问题。又有个问题,既然扩展可以用外部开关电源驱动,为什么本体不也这样,这个就要看我上面画的图了,本体内的一次回路已经是固化好了,肯定是由内部电源驱动,that’s it.
附图1,PLC内部24V来负载传感器。
附图2,外部电源带动负载
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