3.3 PLC的输入输出单元（课件）-高一《电器及PLC控制技术》同步精品课堂（高教版·第3版）

《电器及PLC控制技术》（第3版） 高等教育出版社 同步精品课程——中职专业课 第3章 PLC的基本概况 3.3 PLC的输入/输出单元 导入情景 01 下图所示的是plc的基本结构 知识目标 1.理解开关量输入/输出单元的基本原理和功能； 2.理解模拟量输入/输出单元的基本原理和功能； 3.熟悉开关量输入/输出单元的常见接线方式。 能力目标 1.能够识别和理解不同类型的开关量输入/输出单元； 2.能够识别和理解不同类型的模拟量输入/输出单元； 3.能够正确选择和应用适当的开关量输入/输出接线方式。 情感目标 培养对PLC基本组成的兴趣和好奇心，提高对工业自动化领域的认知； 培养对PLC编程方式和语言的积极态度，鼓励创新思维和团队合作； 鼓励学生在实际操作中注重细节和准确性，培养技术操作的细致和耐心。 三维目标 新知学习 02 一、开关量的输入/输出单元 1.开关量的输入单元 利用开关量的输人/输出(I/0)单元可以直接和 PLC 的外部设备相连接。开关量的 I/0 单元的作用有:信号的滤波及转换,光电隔离/耦合,输入/输出指示等。 (1) 直流开关信号输人单元。当 PLC 需要接人直流电压开关信号时,要配接直流开关信号输人单元。其电压允许范围是 12~24 V,分为 8 点和16 点两种,16 点只允许使用 24 V 电压输人单元具有信号转换、滤波、隔离、指示作用。直流开关信号输入单元由二极管 VD、光电耦合器及 VL 输入指示灯组成,如图 3-8 所示。VD 用于防止误将反极性输入信号接入,1.5 k2 和150 2电阻构成分压电路。 新知学习 02 (2)交/直流开关信号输人单元。交/直流开关信号输入单元如图 3-9 所示,它和直流开关信号输人单元很像,所不同的是它不仅能用于接入直流开关信号,也可以用于接入交流开关信号。如作为直流开关信号输入单元,则电路可以接入 80 ~150 V 的直流电压。若为交流开关信号输人单元,电路可以接入 97~132 V、50~60 Hz 的交流电压。电路中R1和R2为分压电路C 为抗干扰电容,R3为限流电阻,光电合器起到隔离及耦合双重作用。 一、开关量的输入/输出单元 切削运动分析： 新知学习 02 2.开关量的输出单元 利用开关量的输出单元可以将 PLC 内部电路输出的电平,转换成能直接驱动 PLC 外部负载的输出信号。开关量的输出单元分为:继电器输出单元,晶体管输出单元及晶闸管输出单元。 (1) 继电器输出单元。继电器输出单元如图 3-10 所示。继电器输出单元通过继电器接点控制负载回路电源的通断,继电器接点的状态对应于 PLC 序中输出点的状态,假设 PLC 执行程序的结果为高电平,则需要驱动外部负载,此高电平经反相器输出低电平,则继电器线圈通电,其触点闭合,PLC 的负载与用户电源接通。该单元在使用时必须注意外加电源。继电器输出单元具有适用于交、直流负载且带负载能力强等优点,缺点是动作及响应速度较慢。 一、开关量的输入/输出单元 切削运动分析： 新知学习 02 (2) 晶体管输出单元。晶体管输出单元是通过控制晶体管的导通与截止实现输出的。晶体管输出单元如图 3-11 所示。图中晶体管 VT 为开关器件,晶体管开关的状态由用户程序决定,用晶体管控制用户电源与负载的接通与断开,VD 为晶体管的极间保护二极管。晶体管输出单元只能接直流负载,具有动作频率高,响应速度快的特点,但是它带负载的能力差。 一、开关量的输入/输出单元 切削运动分析： 新知学习 02 (3)晶闸管输出单元。晶闸管输出单元如图 3-12 所示,电路中采用双向晶闸管作为开关器件。PLC 的用户程序控制晶闸管的控制极,双向晶闸管可将用户交流电源接入负载。图中 R、C 为高频滤波电路。浪涌电流吸收器起限幅作用,可以将晶闸管两端的电压限制在 600 V 以下晶闸管输出单元适用于交流负载,具有响应速度快且带负载能力强的特点。 以上所述输出单元均为一个输出点的输出电路,其他各个输出点所对应的输出电路均相同。 一、开关量的输入/输出单元 切削运动分析： 新知学习 02 在工业控制中,大多数被控物理量(如压力、温度、流量、转速)都是模拟量信号,同时很多执行机构(如伺服电动机、调节阀)要求 PLC 输出模拟量的控制信号,为方便使用,就要有模拟量的I/0 单元。为此 PLC 生产厂家开发了许多特殊功能模块,如模拟量的输人单元、模拟量的输出单元、高速计数模块、温度调节模块、通信接口模块、人机界面 GOT。用这些模块和 PLC 的基本单元连接起来就可以构成一个控制装置,从而使 PLC 的控