PLC技术是一门强调实践的课程,如果不动手,只是看书,是不能学好PLC的。看十遍书,不如动一次手。所以学习PLC的过程就是实践、实践、再实践。学习者边学边做本书全部项目,完成每个项目后的巩固练习,当然课前预习、课后复习也必不可少。
典型S7-PLC硬件控制系统安装————信号模板(SM)
信号模板(SM)
信号模板(SM),包括数字量(开关量)输入模板(DI)、数字量(开关量)输出模板(DO)、数字量输入/输出(DI/DO)模板、模拟量输入(AI)模板、模拟量输出(AO)模板、模拟量输入/输出(AI/AO)模板、FM模板等。
S7-系列PLC的输入/输出模板的外部接线接在插入式前连接器的端子上,前连接器插在前门后面的凹槽内。这样不需要断开前连接器上的外部接线,就可以迅速地更换模块。第一次插入前连接器时,它被编码,以后该前连接器只能插入同样类型的模块中。
信号模板上的LED灯用来显示各数字量输入/输出点的信号状态,现场输入信号触点接通时,相应地址的模板上LED灯亮,当有输出信号时,相应地址的模板上LED灯亮,根据这一特点,结合程序的监控状态来调试程序是很方便的。模板安装在DIN标准导轨上,通过总线连接器与相邻的模板连接。模板的默认地址由模板所在位置决定,也可以用STEP7软件在硬件组态中指定模板的地址。
PLC的前连接器、前门和模板面板LED灯的位置如图2-6所示。
图2-6前连接器、前门和模板上LED灯
1.数字量输入(DI)模板SM
来自现场的开关信号有按钮信号、各种行程开关信号、过载信号、继电器触点的断开和闭合信号、传感器信号等。数字量输入模板将来自现场的开关信号电平转换成PLC内部信号电平,经过光电隔离和滤波后,送到输入缓冲区等待CPU采样,采样后的信号状态经过背板总线进入到输入映像寄存器区。
用于采集直流信号的模板称为直流输入模板,其名称含有24VDC,额定输入电压为直流24V;用于采集交流信号的模板称为交流输入模板,其名称含/VAC,额定输入电压为交流V或V。如果信号线不是很长,PLC所处的物理环境较好,电磁干扰较轻,应考虑优先选用DC24V的直流输入模板。交流输入方式适合于有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。
对用户来说,数字量输入模板SM有多种型号的模板可供选择,分别是DC16点输入、DC32点输入、AC16点输入、AC8点输入模板。
数字量输入模板上每个输入点的输入状态是用一个绿色的发光二极管LED指示灯来显示的,输入开关闭合,发光二极管LED点亮。反之,输入开关断开时,发光二极管LED灯灭。
直流16点数字量输入模板的端子接线图如图2-7所示。
2.数字量输出(DO)模板SM
由PLC产生的各种输出控制信号经输出接口去控制和驱动负载(如指示灯的亮或灭、电动机的启停或正反转、设备的转动、平移、升降、阀门的通断等)。所以PLC输出接口所带的负载,通常是接触器的线圈、电磁阀的线圈、信号指示灯等。
按负载回路使用的电源不同,数字输出模板可以分为直流输出模板、交流输出模板、交直流两用输出模板。
图2-7直流16点数字量输入模板的端子接线图
按输出开关器件的种类不同,可分为晶体管输出型、双向晶闸管(可控硅)输出型和继电器输出型。如图2-8,图2-9,图2-10所示。
图2-8晶体管输出型
图2-9双向晶闸管(可控硅)输出型
图2-10继电器输出型
以上两种分类方式有密不可分的关系。晶体管输出型用于直流负载或TTL电路,属于直流输出模板;双向晶闸管(可控硅)输出型适用于交流负载,属于交流输出模板。继电器输出型既可用于直流负载,又可用于交流负载,属于交直流两用输出模板。从响应速度上看,晶体管响应最快,继电器响应最慢;从安全隔离效果及应用灵活性角度看,继电器输出型的性能是最好的,使用时,只要外接一个与负载要求相符的电源即可,因而采用继电器输出型,对用户来说显得方便和灵活,但由于它采用有触点输出,所以它的工作频率不能很高,工作寿命不如无触点的半导体元件长。
如果采用继电器输出型来接通或断开,作为数字量的输出,则更为自由和方便,而且它的适用场合更普遍。因此,在对动作时间和动作频率要求不高的情况下,常采用继电器输出方式。
继电器输出型接口在交流电压不高于V的电路中的驱动能力为:纯电阻负载为2A/1点;感性负载为80VA以下(ACV或ACV);灯负载为W以下(ACV或ACV)。继电器输出型接口响应时间最慢,从输出继电器的线圈得电(或断电)到输出接点ON(或OFF)的响应时间均为10ms。
根据输出点数的要求,SM有7种输出模板,32点数字量晶体管输出模板的端子接线图如图2-11所示。
图2-点数字量晶体管输出模板的端子接线图
16点数字量继电器输出模板的端子接线图如图2-12所示。
图2-点数字量继电器输出模板的端子接线图
各种类型的数字量输出模板具体参数如表2-2所示。
表2-2 SM模板具体参数
3.数字量输入/输出(DI/DO)模板SM
SM数字量输入/输出模板的特点是在一块模板上同时具有数字量输入点和数字量输出点,有两种类型:一种带有8个共地输入端和8个共地输出端,另一种带有16个共地输入端和16个共地输出端,这两种模板的输入/输出特性相同。I/O额定负载电压DC24V,输入电压:“1”信号电平为11~30V,“0”信号电平为-3~+5V,通过光耦合器与背板总线隔离。在额定输入电压下,输入延迟为1.2~4.8ms。输出具有短路保护功能。
8点输入/8点输出的直流模板的端子接线图如图2-13所示。
图2-点输入/8点输出的直流模板的端子接线图