PLC无法以“软”代“硬”的逻辑输入和输出功能

    要完成逻辑运算功能，首先必须要将逻辑变量的状态读入PLC中。逻辑变量或称开关量只有两种状态。可以方便而经济地用光电耦合器将它读入。光电耦合器因小巧、可靠、廉价、高速及电路简单，并且具有较高的电位隔离功能，成为传输开关信号的首选器件。用作PLC的输入口时，当流入它的直流或交流电流大于4mA时，我们定义为“1”；而当流入的直流电流小于1. 5mA时，我们定义为“0”（请特别注意，输入交流还是直流，取决于选用了什么类型的输入口。此外，不同PLC机型的输入口，或是同一个PLC的不同输入口，这些电流数值可能有所不同）。由此可见，输入电流介于这两者之间的值时，可能会出错，逻辑混乱可能造成严重后果。必须完全避免这种模棱两可的状态。我们经常使用一种具有这种特性的电路，称为“斯密特电路”，如图3-1所示。它的两个拐点值称为“阈值”。两个阈值之差不宜太小，否则可能导致系统振荡。

    图3-1    斯密特电路

    为了方便起见，PLC内部备有一个独立的（也就是与PLC内部电路没有任何电位联系的）24V直流电源。串接由外部设备提供的一个接点开关，或是一个无触点的OC门，连接到输入口即可。当外部节点闭合时，PLC读到“1”；而当外部节点断开时，PLC读到“0”。当然使用其他电源也可，但是输入的电流大小必须保证。表示开关状态的方式有很多种，并非只有电接点和OC门。例如，我们在数字电路中经常使用的TTL电平和CMOS电平表示的逻辑变量就不可能直接输入到PLC中，而是要经过转换。

    例如，在某控制系统中，我们要求使用PLC的X6输入口，监视一台变频器的状态。变频器有一对动合、动断接点，其中我们使用的B接点在正常工作时闭合。此时PLC从X6口应该读到“1”。反之如果接点断开，PLC应该读到“0”，表示变频器出现故障。一般应使用动断接点，可以避免由于接线故障而做出的漏判。

    但是，现实生活中的各种逻辑现象，例如黑和白、高与低、热和冷、是与非等，要转换成已经规定的大于4mA或小于1.5mA的电信号，并非易事。此时要使用专门的转换器才能完成。例如，很多机电设备都要使用电压基本正确、相序一定的对称三相电源。为此可以使用一种称为“缺相错相发讯器”的电器。当电源相序错误或缺相故障时，它的接点（或OC门）将动作。利用它PLC可以方便地监控电源的状态，并及时地采取有效的措施。类似的转换器很多，如各种热敏开关、磁敏开关、气敏开关、压敏开关、霍尔器件、接近开关、声控开关及红外开关等。如果实在找不到合适的器件，就只能设法将所关心的（连续）变量读到PLC中，由软件来进行斯密特性质的处理。这种方法虽然代价较高，但因其阈值可以灵活改变，也并非一无是处。

   PLC的输入口，除了常用于读入开关量之外，有些还可以方便地用于脉冲计数和脉冲捕捉。例如我们经常可以见到，在外部配上电压（流）频率转换器U/f，也可以当作模数转换器A/D使用。对于采集速度要求不高的变量，经济而实惠。

   PLC控制器输出接口，可以说基本上与输入口相同，也是使用光电耦合器，同样具有电气隔离的功能，都是用来传递开关量的信息，只有传递方向的不同。唯一不同的是光电耦合器的输出方式。为了配合它所驱动的执行机构的需要，其中常用的仍然是电接点输出，它以通用性见长。但由于其本身动作时间大约是毫秒级，机械寿命也有一定的限制，所以不宜作高速输出。晶闸管输出者，仅可用于交流电路，它就是我们常见的固态开关。晶体管输出者，仅可用于直流电路。由于其本身动作时间可达到微秒级，用于高速输出或PWM脉冲输出时，非他莫属。

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