1.开关量输入/输出电路的隔离
(1)开关量输入电路的隔离 考虑控制电路的抗干扰性能,开关量输入、输出电路均应采用光电耦合器。带光电耦合器的开关量输入电路如图1所示。外电路电源电压为+15V,plc的电源电压为+5V,两个电源是隔离的。当开关K断开时,光电耦合器的发光二极管熄灭,光敏管呈高阻特性,A点为低电平,经与门后输出电压为低电平。当开关K闭合时,光电耦合器的发光二极管发光,光敏管呈低阻特性,A点为高电平,经与门电路后输出电压为高电平。
(2)开关量输出电路的隔离 采用光电耦合器的开关量输出电路如图2所示。+5V电源为PLC的电源,+24V电源为开关量输出电源,两个电源是隔离的。当DO接口端输出高电平时,经与非门电路之后,A点为低电平,经光电耦合器使驱动晶体管VT导通,出口继电器J得电吸合。当DO接口端输出低电平时,经与非门电路后,A点输出高电平,经光电耦合器使VT截止,J释放。
2.模拟量输入/输出电路的隔离
这种模拟输入电路的特点是结构简单,但存在不安全因素,测速发电机的电枢电压高达100多伏,直接与PLC的输入引脚相连,一方面会给微处理器芯片带来干扰,另一方面瞬时过电压会损坏微处理器芯片。
隔离放大器所需电源是直流15V,15V电源经振荡器加到变压器T1的初级绕组N1上,T1的次级绕组N2、N3提供脉冲电源,经整流滤波形成的控制电源分别供A2、A1放大器。T1的次级绕组N5、N4分别为调制器和解调器提供脉冲电源。很小的输入信号(毫伏级)经放大器A1放大后,再经调制器调制成交流信号。经变压器T2后,再经解调器还原成A1的输出电压,经A2放大,在⑨、⑩两端输出被放大的电压。 ① 线性光电耦合器隔离。精密线性光电耦合器TIL300及其应用电路如图5所示。TIL300由红外发光二极管(LED)以及分叉配置的隔离反馈光电二极管和输出光电二极管组成。该器件所采用的特殊技术可补偿LED的时间和温度特性的非线性,使输出信号与LED发出的伺服光通量成线性。
令电流增益K1=Ip1/If,正向增益K2=Ip2/If,传输增益K3=Ip2/Ip1=K2/K1。则图5所示电路的输出电压Uo为: 式中:Ui为输入的模拟量。 显然,传输电路的输出电压Uo与输入电压Ui的关系取决于传输增益K3,由于K3=K2/K1,即使K2、K1在If变化时不是线性的,但其比值K3也可以成线性。也就是说,图5所示电路的传输比是线性的,同时也达到了Ui与Uo之间电气隔离的目的。
在图6中,输入的模拟量经切换回路选通后进入放大器,经A/D转换后变成12位的二进制数字信号,再经12只光电耦合器后进入CPU的数据总线。A/D转换电路与CPU之间的控制信号及输入切换电路的控制信号共8位,也是经8只光电耦合器与CPU相连接的。显然8路模拟量输入信号与CPU之间经20只光电耦合器相连接,模入信号与CPU之间没有任何电气连接。
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GMT+8, 2023-7-7 12:33