西门子6ES7332-7ND02-0AB0技术参数

图1 矩阵输出

图2分组输出

2．输出设备的多功能化
利用PLC的逻辑处理功能，一个输出设备可实现多种用途。例如在继电器控制系统中一个指示灯指示一种状态，而在PLC系统中很容易实现用一个输出点控制指示灯的常亮和闪烁，这样一个指示灯就可指示两种状态，既节省了指示灯，又减少了输出点数。对于系统中某些相对独立、比较简单的控制部分，可直接采用PLC外部硬件电路实现控制。
3．提高PLC输出可靠性的措施
继电器输出型PLC模块的触点工作电压范围宽，导通压降小，与晶体管型和双向可控硅型模块相比，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，动作速度较慢。当系统输出量变化不是很频繁时，一般选用继电器型输出模块。如用PLC输出模块直接驱动交流接触器，应将额定电压为AC380V的交流接触器的线圈换成220V的。
如果负载要求的输出功率超过PLC输出模块的允许值，应设置外部继电器。PLC输出模块内的小型继电器的触点容量小（一般为2A），断弧能力差，不能直接用于DC220V的负载电路中。断开直流负载要求用较大容量的继电器触点，接通同一直流负载可用容量较小的触点。
选择外接继电器的型号时，应仔细分析是用PLC来控制接通外部负载还是断开外部负载。例如DC220V电磁阀内有与其线圈串联的限位开关常闭触点，电磁阀线圈通电，阀芯动作后，是用阀内的触点来断开电路的。在这种情况下，可选用触点容量较小的小型继电器来转接PLC的输出信号。
当现场的信号准确地输入给PLC后，PLC执行程序，并通过执行机构对现场装置进行调节、控制。为了保证执行机构按控制要求工作，可采取以下措施：当负载由接触器控制时，启动或停止这类负载转为对接触器线圈控制，启动时接触器是否可靠吸合，停止时接触器是否可靠释放，这是所关心的。可设计图3（a）所示的程序来判断接触器是否可靠动作。X0为接触器动作条件，Y0为控制线圈输出，X1为引回到PLC输入端的接触器辅助常开触点，定时器的定时时间大于接触器动作时间。R0为设定的故障位，R0为ON表示有故障，应作报警处理；R0为OFF表示无故障。故障具有记忆功能，由故障复位按钮清除。

图3 执行单元故障记录梯形图

当开启或关闭电动阀门时，根据阀门开启、关闭时间的不同，设置延时时间，经过延时检测开到位或关到位信号。如果这些信号不能按时准确返回给PLC，说明阀可能有故障，应作阀故障报警处理。程序设计如图3（b）所示。X2为阀门开启条件，Y1为控制阀动作输出，定时器的定时时间大于阀开启到位的时间，X3为阀到位返回信号，R1为阀故障位。
在系统功能表上，有时并不出现对互锁及互锁功能的具体描述，但为了提高系统的可靠性，在硬件设计和软件编制中必须加以考虑，并应互相配合。因为单纯在PLC内部逻辑上的连锁和互锁，往往在外电路发生故障时就失去了作用。例如对电机正反转接触器的互锁，仅在梯形图中用软件来实现是不够的，因为对大功率电机，有时会出现因接触器主触点“烧死”而在线圈断电后主电路仍不断开的故障。这时，其输出点的定义号是失电的，常闭触点闭合，如给出反转控制命令，则反转接触器就会通电而造成三相电源短路事故。
解决这一问题的办法是将这两个接触器的常开辅助触点作为输入点引入PLC的输入端，在软件中把这两个输入点定义号以常闭方式串入对方的输出线圈中，用硬接线将两个接触器的常闭辅助触点互相串接在对方的线圈控制回路中，实现硬件的互锁，这样就起到了较完善的保护作用，如图4所示。

图4电机正反转的控制图

在图4（b）中，SB1为电机正转启动按钮，SB2为反转启动按钮，SB3为停止按钮。在图4（c）中，设置了“按钮连锁”，即将反转启动按钮控制的X401的常闭触点与正转输出继电器Y430的线圈串联，将正转启动按钮控制的X400的常闭触点与控制反转的Y431的线圈串联，以保证Y430和Y431不会处于“1”状态。这种“按钮连锁”大大方便了操作。例如，设Y430接通，电机正转，这时如想改为反转运行，可以不按停止按钮SB3，而直接按反转启动按钮SB2。X401变为“1”状态，它的常闭触点断开，使Y430线圈失电，它的常开触点接通，使Y431线圈接通，电机由正转变为反转。
当PLC的输出驱动负载为电磁阀和交流接触器之类的元件时，可在输出端与驱动元件之间增加固态继电器（AC-SSR）进行隔离，其电路如图5所示。

图5 电磁阀及交流接触器的驱动电路

从图5可以看出，从PLC输出的控制信号经晶体管放大后驱动AC-SSR，AC-SSR的输出经驱动元件连接AC220V电压。RH为金属氧化物压敏电阻，用于保护AC-SSR，其电压在标称值以下时，RH的阻值很大，当超过标称值时阻值很小，在电压断开的瞬间正好可以吸收线圈存储的能量。实践证明，这种抗干扰措施非常有效。

图1 PLC与输出设备的连接

1．PLC与感性设备的连接
当输入信号源为感性元件，输出驱动的负载为感性负载时，在电感性输入或输出电路断开时会产生很高的感应电势或浪涌电流，对PLC的输入、输出端点及内部电源造成冲击。为了减小此冲击，设计时应在PLC的输入、输出端和电源模块端设置吸收电路。
感性负载具有储能作用，当控制触点断开时，电路中的感性负载会产生高于电源电压数倍甚至数十倍的反电势，触点闭合时会因触点抖动而产生电弧，它们都会对系统产生干扰。当PLC的输入端或输出端接有感性元件时，对于直流电路应两端并联续流二极管，如图2（a）所示，可以选额定电流为1A的续流二极管，其额定电压应大于电源电压的3倍；对于交流电路采用阻容电路，如图2（b）所示，以抑止电路断开时产生的电弧对PLC的影响。电阻可以取51～120，电容可以取0.1～0.47F，电容的额定电压应大于电源峰值电压。

图2 PLC的输入端或输出端的吸收电路

接有感性负载的PLC输出端子，输出信号由OFF变为ON或从ON变为OFF时都会有某些电量的突变而可能产生干扰，在设计时应采取相应的保护措施，以保护PLC的输出触点，如图3所示。对于直流负载，通常是在线圈两端并联续流二极管VD（二极管应尽可能靠近负载，二极管可用1A的管子）；对于交流负载，应在线圈两端并联RC吸收电路，根据负载容量，电容可取0.1～0.47F，电阻可取47～120，且R、C元件尽可能靠近负载。
对于大容量负载电路，由于继电器或接触器在通断时会产生电弧干扰，须在主触点两端连接RC浪涌吸收器，如图4（a）所示。对于电动机或变压器开关干扰，可在线间采用RC浪涌吸收电路，如图4（b）所示。

图3 PLC输出触点的保护

图4 大容量负载抗干扰设计

2．PLC与七段LED显示器的连接
在图5所示电路中，采用具有锁存、译码、驱动功能的芯片CD4513驱动共阴极七段
LED显示器。两只CD4513的数据输入端A～D共用PLC的4个输出瑞，其中A为低位，D为高位。LE是锁存使能输入端，在LE信号的上升沿将数据输入端输入的BCD码锁存在片内的寄存器中，并将其译码后显示出来。如果输入的不是十进制数，显示器熄灭。LE为高电平时，显示的数不受数据输入信号的影响。显然，N个显示器占用的输出点数为P=4+N。

图5 PLC与两位七段LED显示器的连接

如果PLC使用继电器输出模块，应在与CD4513相连的PLC各输出端接一个下拉电阻，以避免在输出继电器的触点断开时CD4513的输入端悬空。PLC输出继电器的状态变化时，其触点可能抖动，应先送数据输出信号，待该信号稳定后，再用LE信号的上升沿将数据锁存进CD4513。除了PLC输入和输出共用同一电源外，输入公共端与输出公共端一般不能接在一起。