2.开关量输出模块的基本电路及工作原理
种类：
按负载使用的电源 直流输出模块 交流输出模块 交直流输出模块
按输出的开关器件种类 场效应晶体管输出方式——直流输出模块，响应速度最快（可
带高速小功率直流负载）
可控硅输出方式——交流输出模块（可带高速大功率交流负载） 继电器输出方式——交直流输出模块，响应速度较慢，但工作
最可靠（可带较低速大功率交、直流负载）
+9V光隔+24V场效应晶体管输出稳压限幅LED显示滤波被控元件线圈输出锁存程序执行完，由输出映像存储器送至输出锁存器24VDC器图3-9（a）场效应晶体管输出方式（直流输出）SSR输出锁存器AC交流电源固态继电器图3-9（b）可控硅输出方式（交流输出）11
特点：
电气隔离+ us -（Us）输出锁存器继电器线圈触点负载LED显示图3-9 （c）继电器输出方式（交、直流输出）· 各路输出均有电气隔离措施（光电隔离）
· 各路输出均有LED显示。只要有驱动信号，输出指示LED即亮，为观察PLC的工作状况或故障分析、程序调试提供标志
· 输出电源一般均由用户提供。输出模块提供具有一定通断能力的常开触点，触点上有防过电压、灭弧措施
*固态继电器SSR简介
采用固体半导体元件组装而成——无触点开关（接通和断开无机械接触部件）
优点： 开关速度快 工作频率高 使用寿命长 噪声低 工作可靠 使用场合：取代常规电磁式继电器，广泛用于：数字程控装置 数据处理系统
计算机终端接口电路
尤其：动作频繁 防爆 耐潮 耐腐蚀的场合 缺点： 漏电流大 接触电压高 触点单一 使用温度范围窄 过载能力差 价格高 1. 基本特点 ① 控制功率小：输入很小的控制电流便能正常工作，输出采用大功率管可控硅器件，具有功率放大作用 ② 可靠性：绝缘防水材料浇铸，没有可动部件 ③ 抗干扰能力强：无触点动作，无火花等电磁干扰，输入/输出之间隔离 ④ 动作快：直流SSR——响应时间＜几十μS
过零交流SSR——转换时间≤10Ms（1/2f s f = 50Hz） ⑤ 寿命长：1012～1013次 （普通电磁式继电器105～106次） ⑥ 承受的浪涌电流大：6～10倍额定值 ⑦ 对电源电压适应范围广：交流SSR——30～220VAC 任意选择 ⑧ 耐压水平高：输入/输出介质耐压2.5kV以上
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2. 分类
按切换负载性质分： 直流固态继电器 交流固态继电器
按输入/输出之间的隔离分： 光电隔离 磁隔离
按控制触发信号方式分： 过零型 非过零型 有源触发型 无源触发型
3. 工作原理（以光电耦合式SSR为例说明）
① 无输入信号：T3截止，T4导通，VT1关断（控制极被箝位在低电位）
② 有信号输入： T3导通，T4截止。当电源电压大于过零电压（约±25V），A点电压大于T5的Vbe5 →T5导通，VT1控制极处于低电压而关断，VT2控制极无触发信号而关断。 ·当电源电压小于过零电压时，A点电压小于T5的Vbe5→T5截止，VT1控制极通过R5、R6分压获触发信号→VT2导通→B、C两点接通→负载回路接通。
·VT2导通过程：电源电压“+”：电源→R8→D6→VT1→D9→R9→负载→VT2控制极获得触
发脉冲
电源电压“-”：电源→负载→R9→D8 →VT1→D7→R8→电源VT2控制 极获得触发脉冲
·当输入信号取消后：T4导通→VT1关断→但VT2仍导通（负载电流大于维持电流），直至
负载电流随电源电压减小，下降到双向晶闸管维持电流以下，VT2关断，从而切断负载电流。
+
输入 -
R8R3R1R2T4D1D6AT3R4T5R6D7D8D9R9R5VT1VT2R10ACB虚线用户自接电源输出CC负载→D2→光电耦合器光电耦合式固态继电器（SSR）工作原理二、模拟量I/O接口模块
PLC要在过程控制领域得以应用，模拟量的输入输出接口便是其不可或缺的重要部件。其主要功能：数据转换。与PLC的基本单元的总线相连，由CPU调用和处理其数据。
比如：MODICON MICRO PLC 612型具有 ： 4路模拟量输入——A/D 2路模拟量输出——D/A
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1. 模拟量输入接口模块（A/D）——4路模拟量输入
VI0多路选择开关3数据寄存器A/D转换#/光电隔离锁存器COM12VICOM前置放大特点：（1）输入信号可以是电压（0～10V），也可以是电流（4～20mA） （2）每路输入经过前置放大——保证高输入阻抗和线性度 （3）每路输入完全隔离，都有自己的公共端，都有LED显示 （4）每路输入均经过光电隔离进入输入锁存器
（5）各路输入须经多路选择开关选择后，分别进行A/D转换
执行时，当程序扫描到读模拟量指令时，由程序指定的输入通道的模拟量信息被采集，经A/D转换后，从锁存器经总线送到指定的数据寄存器。此接口电路，完全受PLC主机控制。 2. 模拟量输出接口模板——2路模拟量输出
特点：（1）输出信号可以是电压（0～10V 或-10～+10V），也可以是电流（4～20mA） （2）各路输出完全隔离，有自己独立的锁存器、光电隔离、D/A转换、LED显示和输
出放大驱动电路
执行时，在PLC两次输出操作之间，端子上的模拟量保持不变（锁存器内容每周期刷新一次）。由于PLC的扫描速度为毫秒级，所以，可以认为输出没有台阶，输出是平滑的。
锁存器光电隔离V#/D/A转换输出放大COM锁存器V#/IICOM14
三、MODICON MICRO PLC I/O接口（61200型）：
开关量输入：16点 模拟量输入：4路 开关量输出：12点 模拟量输出：2路 开关量为：16I 24VDC/12O Relay
注：Relay n. 继电器v. 用继电器控制，中继转播 Triac n. 三端双向可控硅开关元件
第六节 编程语言及梯形图
前几节，介绍了PLC的工作过程、硬件框图及各种硬件的功能。PLC工作过程及硬件功能的实现，则要靠软件的支持。首先，PLC的软件提供了各种逻辑部件（软器件），经编程来完成逻辑控制功能。 一、逻辑部件
1. 继电器逻辑——触点、线圈
用逻辑与、或、非等运算处理各种继电器逻辑的连接。 “1”——ON（得电） 状态
“0”——OFF（失电）
与通常的物理（实际）继电器相比，“软”继电器有如下特点： （1） 体积小，功耗低 （2） 无触点，速度快，寿命长
（3） 有无数个常开触点和常闭触点供程序使用，且不必考虑触点的容量。 PLC一般为用户提供三类继电器： （1） 输入继电器： 输入给PLC的现场信号
（2） 输出继电器： 具备一对物理接点，可以串接在负载回路中，以接通或断开负载。 （3） 内部继电器： 与外部无联系，仅作运算的中间结果使用（辅助或中间继电器） 掉电保护内部继电器：掉电期间，原状态由内装电池维持
掉电不保护内部继电器：掉电期间，该继电器状态为“OFF”
2. 定时器逻辑
一般，定时器应包含如下内容：
（1） 定时语句（指令）——选定所需的定时器，定时时基 （2） 定时条件——控制定时器操作（使能Bool） （3） 定时器当前值——存放的存储单元（Word）
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