闵大

  • 16 主题
  • 48 帖子
  • 866 积分
  • 身份:LV3 中级技术员
  • E币:608

你不得不知知识点——零基础入门学习PLC硬件

2020-2-2 20:51:13 显示全部楼层
本帖最后由 闵大 于 2020-2-2 22:04 编辑






参考网址:




1.https://zhuanlan.zhihu.com/p/88022819



2.http://bbs.gongkong.com/d/201304/495234_1.shtml



3.http://www.elecfans.com/d/694220.html



4.http://www.ad.siemens.com.cn/service/answer/solution.aspx?Q_ID=26258&cid=1028



5.http://www.ad.siemens.com.cn/service/answer/solution.aspx?Q_ID=48411&cid=1029



6.http://wap.siemens.com.cn/service/answer/solved/132440.html



7.http://shuochuan168.goepe.com/apollo/jsshow-321935.html



8.http://nb.17house.com/sp/zhihu/99/1445792271721330.htm



9.http://www.ad.siemens.com.cn/service/answer/solution.aspx?Q_ID=91152&cid=1029



10.http://www.ad.siemens.com.cn/service/answer/solution.aspx?Q_ID=87414&cid=1029







11.西门子官网论坛:http://www.ad.siemens.com.cn/service/answer/Default.aspx





本文章参考上诉网址,若侵权,;劳烦您尽快联系作者!




话不多说,让我们开始正题吧~







图片1.png


1.如何区分NPN传感器和PNP传感器







a78f24d858e4266f167ac310199a6ef.png

图1 NPN型三极管   


d3493f4ee3cf3477dd58a1f0b737e6b.png


图2 PNP型三极管












(1)PNP传感器又叫“源型输入”,电流是从端子里流出来的,就是高电平有效。若集电极输入DC 24V且基极为低电平,则输出DC 24V。


1d53ae2449ec2ec8c04bba6d2fd1004.png


图3 PNP传感器示意图
















(2)NPN传感器又叫“漏型输入”,电流是从端子里流进去的,就是低电平有效。基极为高电平,则集电极与发射极导通,由于发射极接地,因此输出端电压为的0V。




d8f3d767563fff68eca24a59d1f41f5.png


图4 NPN传感器示意图
















2.PNP传感器和NPN传感器各自优缺点



  • PNP传感器












优点:



一般欧美公司会使用它,相对而言,它的抗干扰能力更强一些,因为它的传感器输出信号电压是24V,24V电压相比0V电压更难被其他电源干扰。所以PNP传感器使用起来更稳定一些,对外界电源的要求不高。



缺点:



PNP信号线触碰地线,则导致短路进而引起上一级电源跳闸或者传感器损坏









  • NPN传感器














优点:



NPN传感器输出信号是0V,0V优点是对地后不会短路。所以NPN的信号线因某些原因触碰地线,也不会导致上一级开关电源的跳闸或者损坏,因此适应性上更强一点,可以更好的保护系统。



缺点:



NPN

传感器输出信号是0V,易被干扰。









3.按照PLC接线方式区分传感器类型



  • PLC的PNP接法:














公共端是0V时,PLC的接法是PNP,这时PLC只能接收PNP传感器的信号,对于NPN传感器没有任何反应。而对于干结点传感器[1],一般来说只需要将传感器的公共端接成24V,就可以连接到PNP的PLC上。





0ae59b0cb81775f322549f2048e0a4a.png


图5 PLC的PNP接法局部示意图

file:///C:/Users/PC/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.png
















  • PLC的NPN接法:














公共端是24V时,PLC的接法是NPN,这时PLC只能接收NPN传感器的信号,对于PNP传感器没有任何反应。而对于干结点传感器[1],一般来说只需要将传感器的公共端接成0V,就可以连接到PNP的PLC上。




bd62a38bec888bb7cf966fca21c7f62.png


图6 PLC的NPN接法局部示意图


[1]干结点:干结点意思是没有正负极分。与他相对应为湿节点,分正负极。file:///C:/Users/PC/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.png













4.为什么PNP接法的COM接电源负,而NPN接法的COM接电源正?



答:电压差。



PLC需要检测到电压差才能确认检测到输入信号,而输入信号只有一根线,那么电压差的另一端就是公共端,它就是为了和输入信号作对比。



因此,PNP接法的COM(0V)需要输入信号高电平(如:DC24V)才可以激活。同理,NPN接法的COM(24V)需要输入信号低电平(0V)才可以激活。








5.若需要同时使用PNP和NPN传感器,则如何做呢?



  • 使用继电器过渡:












PNP接法的PLC连接不同传感器





0c2042105bb5f4e1fb084a6a6d612b9.png


图7 PNP接法的PLC连接不同传感器

file:///C:/Users/PC/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.png

























NPN接法的PLC连接不同传感器





ae72e2bf23de140af388ead477a07dc.png


图8 NPN接法的PLC连接不同传感器

但是这种方法有一些缺点,那就是一些信号无法过渡,比如说编码器等等,还有就是因为继电器需要吸合时间,会导致PLC扫描输入信号出现一些延迟,这对于特定的情况是不允许的。file:///C:/Users/PC/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.png



  • 一个PLC使用不同的公共端












因此我建议大家使用第二种方法,那就是一个PLC使用不同的公共端,对于西门子S7系列PLC而言,所有的PLC都具有拓展模块的功能,而且每一块模块上都有单独的公共端,因此可以将拓展模块的公共端接成需要的模式,从而实现同时接受NPN和PNP传感器的功能。









6.详细阐述PNP型和NPN型PLC区别



在工业控制领域一般受限于国外PLC类型的选择,选择了日系PLC和德系PLC就选择了两种不同的控制接口,对于这两种接口,很多时候我们对其概念很模糊,在这里将详细阐述两者的区别。



日系PLC的接口一般为NPN型(漏型输出),即集电极开路输出方式,由于日本人比较谨慎,免责申明做的比较好,所以它一般喜欢控制地GND,电源是你给的,烧了东西算你的。如图X所示。




43897af9f078f60c5a39c948bb97466.png


图9 PNP型晶体管   图10 NPN型晶体管

file:///C:/Users/PC/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.png







file:///C:/Users/PC/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.png







更清楚一些表达的话,我们可以利用晶体管的形式来理解的更为深刻一些。


efab936b1035c62bdfff72fad6d2895.png


file:///C:/Users/PC/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.png



file:///C:/Users/PC/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.png
图11 西门子PLC输出  图12 三菱PLC输出



















从上图我们可以看出,西门子对安全的把控在电源上做足了文章,所以西门子PLC内部电路上对电源的抗干扰及滤波相对来说做的比较实在一些,而三菱PLC则由于把Power留给了客户去提供,这部分电源对于绝大部分客户来讲,根本不会做抗干扰及滤波部分的考虑。我更喜欢西门子系列PLC,不是因为他在电路上的稳定性,在软件上也更胜一筹。但很多时候我们会由于成本的压力而选择日系,所以就出现了德系和日系混合使用的局面,两者的接口不同,我们怎么来进行相互之间的转换呢?留给PNP与NPN的相互转换话题。



工业控制很多时候我们就是要理解清楚接口的概念,然后才能进行更好的控制。对接口理解的深浅,决定了在控制上的水平。









7.S7-300

继电器输出和晶体管输出有什么不同?

各自优缺点?







1.继电器输出和晶体管输出不同点





(1)负载电压、电流类型不同。



负载类型:晶体管只能带动直流负载,而继电器可以带动交、直流负载。



电流:流过晶体管电流一般比较小(0.2A-0.3A),继电器可达2A。



电压:晶体管可接DC 24V(一般最大在DC 30V),继电器可接DC 24V 或AC 220V。



(2)负载能力不同。



晶体管带负载的能力小于继电器带负载能力。用晶体管有时需要加其他东西带动大负载(如继电器、固态继电器等)。



(3)晶体管过载能力小于继电器过载能力



一般来说,存在冲击电流较大时(灯泡、感性负载等),晶体管过载能力较小,需要降额更多。



(4)晶体管相应速度快于继电器



继电器输出型是CPU驱动继电器线圈令触点吸合,使外部电源通过闭合的触点驱动外部负载,其开路漏电流为零,响应时间慢(约10ms)。



晶体管输出型原理是CPU通过光耦使晶体管通断,以控制外部直流负载,响应时间快(约0.2ms甚至更小)。晶体管输出一般用于高速输出,如伺服/步进等,用于动作频率高的输出。



(5)额定工作情况下,继电器有动作次数寿命,晶体管只有老化没有使用次数限制



继电器是机械原件所以有动作寿命,晶体管是电子元件,只有老化没有使用次数限制。继电器的每分钟开关次数也是有限制的,而晶体管则没有。  






2.继电器输出和晶体管输出各自优缺点





继电器——机械开关



优点:交流、直流负载都可以驱动;负载额定电流大;无电磁干扰。



缺点:触点有机械磨损,且有寿命,一般100万次。动作频率不能太高,触点动作有机械噪音。







晶体管——电子开关



优点:动作频率可达到几百KHz,无触点,动作时无机械噪音。因此不存在机械寿命说法。



缺点:只能接直流负载(一般DC 30V以下),电流比较小;容易受电磁干扰。













8.PLC

型号详解。如:

6ES7 321-1BH01-0XA0

























6ES







自动化系统系列



7



7为S7系列,5为S5系列



3



2为200系列,3为300系列,4为400系列



2



1为CPU,2为DI/DO,3为AI/AO,4为通讯模块,5为功能模块



1



1为输入,2为输出,3为输入输出(对于数字量)



1



功能等级(数越大功能越强)



B



B为晶体管,H为继电器,F为交流。如果是模拟量K是通用型,P为温度信号



H



H为16点,L为32点,F为8点,D为4点,B为2点



01



版本号。0.1版本



0XA0



后缀,用于描述特殊功能











9.若不考虑输出脉冲,PLC该选择晶体管型号还是继电器型号。另,晶体管/继电器型号CPU在性价比上有什么区别?继电器型号检查和维修会不会比晶体管更复杂?




答:(1)继电器PLC虽然比晶体管型+外置继电器的总价格低(继电器为施耐德等进口型),而且接线还省事。但是从使用角度看,继电器输出的PLC远不如晶体管。



(2)继电器在PLC内部,晶体管也一样。不存在谁更方便。



a.继电器可以接想要电压驱动负载,比如110V、220V、24V、12V等。如果为晶体管驱动,那么决定只能用24V,如果要驱动220V的电压,则需要接中间继电器转换,其他电压也是一样需要中间继电器转换。



b. 继电器的寿命看触点,根据实际现场一般可以进行通断10万次,而晶体管可以通断100万次。继电器可以驱动最大5A的负载,而晶体管只能驱动最大0.5A的负载。



c. 设计方面:如果实际驱动电磁阀线圈,固态继电器等,那就用晶体管的PLC,如果是大功率的或者需要隔离的信号还是用继电器来驱动,这个继电器可以驱动多样电压。如果一个PLC要驱动多组电压还是用继电器的吧,晶体管需要中间继电器转换的。



d. 继电器型的响应时间比晶体管的要慢点。继电器和晶体管都会坏的,你要拆开PLC的盖,自己可以跟换继电器或者三极管。





































































































































































































































最新评论

楼层直达:

闵大

  • 16 主题
  • 48 帖子
  • 866 积分
  • 身份:LV3 中级技术员
  • E币:608
闵大 2020-3-14 11:23:56 显示全部楼层
才发现自己当时排版这么丑,晚点重新整整
我要评论
1
11
广告
关闭 热点推荐上一条 /3 下一条
快速回复 返回列表