可编程控制器是一种工业控制计算机系统,它的控制对象是工业生产过程,它与工业生产过程的联系就是通过输入输出(I/O)模块实现的,I/O模块是可编程控制器与生产现场相联系的桥梁。
输入模块用来接收和采集输入信号,输入信号有两类:
一类是由按钮开关、行程开关、数字拨码开关、接近开关、光电开关、压力继电器等提供的开关量输入信号;
另一类是从电位器、热电、测速电机、各种变送器送来的连续变化的模拟量输入信号。输入模块还需要将这些不同的电平信号转换成CPU能够接收和处理的数字信号。
输出模块的作用是接收中央处理器处理过的数字信号,并把它转换成现场执行部件能接收的信号,用来控制接触器、电磁阀、调节阀、调速装置等,控制的另一类负载是指示灯、数字显示器和报警装置等。
为提高抗干扰能力,一般的输入/输出单元都有光电隔离装置。在数字量I/O模块中广泛采用由发光二极管和光电三极管组成的光电耦合器,在模拟量I/O模块中通常采用隔离放大器。
(1)开关量I/O模块的外部接线方式。开关量I/O模块输入信号只有接通和断开两种状态。各输入/输出点的通/断状态用发光二极管显示,外部接线一般接在模块面板的接线端子上。某些模块使用可拆装的插座式端子排,不需断开端子板上的外部接线,即可迅速地更换模块。
(2)输入接口电路。PLC的一大优点是抗干扰能力强。在PLC的输入端,所有的输入信号都是经过光电耦合并经RC电路滤波后才送入PLC内部放大器的。采用光电耦合和RC滤波措施后能有效地消除环境中杂散电磁波等造成的干扰,而且光耦的输入/输出具有很高的绝缘电阻,能承受1500V以上的高压而不被击穿,所以PLC的这种抗干扰手段已为其他电路所采用。
(3)输出接口电路。可编程控制器的输出方式按负载使用电源(即用户电源)来分,有直流输出、交流输出和交/直流输出三种方式。按输出开关器件的种类来分,有晶体管、晶闸管和继电器三种输出方式。输出电流典型值为0. 5~2A,负载电源由外部现场提供。
(4)特殊功能模块(功能模块或智能模块)。随着可编程控制器在工业控制中的广泛应用和发展,为了增强可编程控制器的功能,扩大其应用范围,生产厂家开发了许多供用户选用的特殊功能模块。