plc常見的輸入設(shè)備有按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、撥碼器以及各種傳感器等。正確地連接輸入電路，是保證plc安全可靠工作的前提。
1．plc輸入模塊與主令電器類設(shè)備的連接
圖1是輸入模塊與按鈕、行程開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)等主令電器類輸入設(shè)備的接線示意圖。圖1中的plc為直流匯點(diǎn)式輸入，即所有輸入點(diǎn)共用一個(gè)公共端com，同時(shí)com端內(nèi)帶有dc 24v電源。若是分組式輸入，也可參照?qǐng)D2所示的方法進(jìn)行分組連接。
圖1 plc與主令電器類輸入設(shè)備的連接示意圖
圖2 plc輸入信號(hào)采集示意圖
plc（松下電工fpo-c32型）的外部設(shè)備主要是指控制系統(tǒng)中的輸入、輸出設(shè)備，其中輸入設(shè)備是對(duì)系統(tǒng)發(fā)出各種控制信號(hào)的主令電器，在編寫控制程序時(shí)必須注意外部輸入設(shè)備使用的是常開還是常閉觸點(diǎn)，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行程序編制，否則易出現(xiàn)控制錯(cuò)誤。 在圖2中，輸入設(shè)備選用的是按鈕sb的常閉觸點(diǎn)，輸入繼電器x0的線圈狀態(tài)取決于sb的狀態(tài)。該按鈕未按下時(shí)，輸入繼電器x0的線圈狀態(tài)為通電狀態(tài)“1”，程序中所有的x0觸點(diǎn)均動(dòng)作，即常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開；若按下該按鈕，則輸入繼電器x0的線圈狀態(tài)為斷電狀態(tài)“0”，程序中所有的x0觸點(diǎn)均恢復(fù)常態(tài)。如果輸入繼電器連接的輸入設(shè)備是按鈕sb的常開觸點(diǎn)，則情況恰好相反。在該按鈕未按下時(shí)，輸入繼電器x0的線圈狀態(tài)為斷電狀態(tài)“0”，程序中所有的x0觸點(diǎn)均不動(dòng)作；若按下該按鈕，輸入繼電器x0的線圈狀態(tài)為通電狀態(tài)“1”，程序中所有的x0觸點(diǎn)均動(dòng)作。
由于plc在運(yùn)行程序判別觸點(diǎn)通斷狀態(tài)時(shí)，只取決于其內(nèi)存中輸入繼電器的線圈狀態(tài)，并不直接識(shí)別外部設(shè)備，因此在編程時(shí)外部設(shè)備的選用與程序中的觸點(diǎn)類型密切相關(guān)。這是一個(gè)在對(duì)照電氣控制原理圖進(jìn)行plc編程時(shí)易出現(xiàn)的問題，最典型的例子是基本控制“啟保?？刂啤敝械耐＼嚳刂?。
圖3為“啟保?？刂啤彪姎庠韴D。在該系統(tǒng)中，按鈕sb0用于停車控制，因此使其常閉觸點(diǎn)串聯(lián)于控制線路中。sb1為啟動(dòng)按鈕，使用其常開觸點(diǎn)。若使用相同的設(shè)備（即停車按鈕sb0用常閉觸點(diǎn)，啟動(dòng)按鈕sb1用常開觸點(diǎn)），利用plc進(jìn)行控制，則需編制梯形圖程序，如圖4所示。
圖3 “啟保?？刂啤?電氣原理圖
i/o分配：sb0→x0，sb1→x1，輸出y0。該梯形圖中停車信號(hào)x0使用的是常閉觸點(diǎn)（串聯(lián)在控制線路中），這是因?yàn)橥獠客＼囋O(shè)備選取的是按鈕的常閉觸點(diǎn)，不操作該按鈕時(shí)則輸出y0正常接通，若按下該按鈕，輸出y0斷電。
若希望編制出符合平時(shí)閱讀習(xí)慣的梯形圖程序（見圖5），則在選用外部停車設(shè)備時(shí)需使按鈕sb0的常開觸點(diǎn)與x0相連。i/o分配：sb0→x0，sb1→x1，輸出y0。
圖4 “啟保?？刂啤碧菪螆D程序（停車按鈕使用常閉觸點(diǎn)）
圖5 “啟保?？刂啤碧菪螆D程序 （停車按鈕使用常開觸點(diǎn)）
圖4和圖5所示梯形圖完成的控制功能相同，但程序中停車信號(hào)x0使用的觸點(diǎn)類型卻不相同，其原因就是連接在輸入繼電器x0上的外部停車按鈕觸點(diǎn)類型的選用不同。圖5所示梯形圖程序更加符合閱讀習(xí)慣，也更易于分析其邏輯控制功能，因此在plc構(gòu)成控制系統(tǒng)中，外部開關(guān)、按鈕無論是用于啟動(dòng)還是停車，一般都選用常開型。這是一個(gè)在使用plc時(shí)需要格外注意的問題。
2．plc輸入模塊與撥碼開關(guān)的連接
如果plc控制系統(tǒng)中的某些數(shù)據(jù)需要經(jīng)常修改，可使用多位撥碼開關(guān)與plc連接，在plc外部進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)定。圖5-7為一位撥碼開關(guān)的示意圖，一位撥碼開關(guān)能輸入一位十進(jìn)制數(shù)（0～9）或一位十六進(jìn)制數(shù)（0～f）。
圖7中所示的4位撥碼開關(guān)組裝在一起，把各位撥碼開關(guān)的com端連在一起并接在plc輸入側(cè)的com端子上。每位撥碼開關(guān)的4條數(shù)據(jù)線按一定順序接在plc的4個(gè)輸入點(diǎn)上。由圖7可見，使用撥碼開關(guān)要占用許多plc輸入點(diǎn)，所以不是十分必要的場合一般不要采用這種方法。實(shí)現(xiàn)多組撥碼開關(guān)并聯(lián)輸入需解決的技術(shù)問題有：
圖6 一位撥碼開關(guān)的示意圖
圖7 4位撥碼開關(guān)與plc的連接
多組撥碼開關(guān)的信號(hào)通道要求并聯(lián)輸入，各組撥碼開關(guān)的各對(duì)應(yīng)開關(guān)接點(diǎn)就要并聯(lián)連接，必須采取一定的技術(shù)來分隔各撥碼開關(guān)組，使各撥碼開關(guān)組彼此不交叉干擾、串?dāng)_。各撥碼開關(guān)組的輸出能有效鑒別，消除因撥碼開關(guān)組所造成的plc輸入信號(hào)混亂，并要求撥碼開關(guān)組并聯(lián)后輸出電平能滿足plc輸入電平的要求。
每一組撥碼開關(guān)的選通、plc讀數(shù)的輸入以及數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到相應(yīng)區(qū)域的每一步驟都應(yīng)嚴(yán)格對(duì)應(yīng)，確保各撥碼開關(guān)所設(shè)定的數(shù)值能準(zhǔn)確讀到plc內(nèi)部所指定的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存位置。
各組撥碼開關(guān)的信號(hào)選通和plc輸入讀數(shù)的處理在時(shí)序上應(yīng)嚴(yán)格區(qū)分，使之不致出現(xiàn)各組撥碼開關(guān)間plc輸入讀數(shù)混亂。在選通和plc讀數(shù)過程中的任何時(shí)刻，最多只能有一組撥碼開關(guān)處于選通和相應(yīng)的plc輸入讀數(shù)操作狀態(tài)。
處理好plc循環(huán)掃描的執(zhí)行速度，特別是plc數(shù)字輸出模板的撥碼開關(guān)選通信號(hào)輸出后，將撥碼開關(guān)組的開關(guān)接點(diǎn)引至plc輸入模板，然后進(jìn)行相應(yīng)處理?？刂茠呙杷俾屎筒蓸又芷趹?yīng)使plc讀取的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，符合plc控制系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行速度的要求。
抑制和消除撥碼開關(guān)在進(jìn)行撥動(dòng)操作時(shí)所引起的plc輸入信號(hào)的波動(dòng)而產(chǎn)生的plc讀數(shù)錯(cuò)誤。
圖8所示為三位撥碼開關(guān)與二位撥碼開關(guān)并聯(lián)的例子。圖中一組三位撥碼開關(guān)與一組二位撥碼開關(guān)并聯(lián)并接至plc數(shù)字模板，q4.0、q4.1為plc數(shù)字輸出模板的數(shù)字輸出點(diǎn)，分別是a組撥碼開關(guān)和b組撥碼開關(guān)的選通信號(hào)端。各組撥碼開關(guān)的每個(gè)開關(guān)輸出點(diǎn)都串入二極管，二極管的連接方法如圖8所示。利用二極管單向?qū)щ姷奶匦詠斫油ā嚅_撥碼開關(guān)選通組和非選通組的輸出信號(hào)。當(dāng)需要讀取a組撥碼開關(guān)所設(shè)定的數(shù)據(jù)時(shí)，plc的輸出端q4.0輸出高電平，q4.1輸出低電平，則a組撥碼開關(guān)所串聯(lián)的12個(gè)二極管為正向接法，而b組撥碼開關(guān)的8個(gè)二極管為反向接法。雖然a，b兩組撥碼開關(guān)的輸出是并聯(lián)的，但從plc的輸入端所讀取到的數(shù)是a組撥碼開關(guān)所設(shè)定的數(shù)。如果需要讀取b組撥碼開關(guān)設(shè)定的數(shù)，plc的輸出端q4.1輸出高電平，q4.0輸出低電平，這時(shí)b組撥碼開關(guān)的8個(gè)二極管為正向接法，a組撥碼開關(guān)的12個(gè)二極管為反向接法。同理，plc輸入端所讀到的便是b組撥碼開關(guān)所設(shè)定的數(shù)。
圖8 撥碼開關(guān)組連接電路圖
對(duì)于需要輸入超過兩組的撥碼開關(guān)，撥碼開關(guān)組可以作多組并聯(lián)連接，原理與上述類似。在硬件電路中，要增加相應(yīng)的plc輸出點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)各組撥碼開關(guān)的選通控制。
對(duì)各組撥碼開關(guān)的選通與plc的輸入讀數(shù)要逐一進(jìn)行，即選通時(shí)只能有一組撥碼開關(guān)有選通的高電平信號(hào)，避免在任一時(shí)刻有多個(gè)撥碼開關(guān)處于高電平選通狀態(tài)而造成讀數(shù)混亂。通過設(shè)定數(shù)據(jù)字來累計(jì)程序循環(huán)掃描次數(shù)，控制plc系統(tǒng)的執(zhí)行速度，使選通、讀數(shù)處理與plc程序循環(huán)執(zhí)行掃描速度相匹配，實(shí)現(xiàn)plc輸出和輸入掃描在時(shí)間上相適應(yīng)，輸入信號(hào)穩(wěn)定可降低讀數(shù)錯(cuò)誤的概率。plc在每個(gè)程序循環(huán)執(zhí)行周期結(jié)束時(shí)從輸出模板輸出選通信號(hào)，而后在下一個(gè)程序循環(huán)執(zhí)行周期開始時(shí)讀入輸入模板的輸入值，這個(gè)時(shí)間間隔非常短，如果plc在每一個(gè)循環(huán)掃描周期中都輸出撥碼開關(guān)選通信號(hào)及對(duì)輸入讀數(shù)進(jìn)行采樣處理，一方面會(huì)造成程序中的輸出和輸入關(guān)系混亂，另一方面會(huì)造成plc讀數(shù)采樣次數(shù)太多，采樣速度太快，采樣時(shí)間太短，采樣頻率過高，而對(duì)plc輸入、輸出模板的執(zhí)行速度、接至撥碼開關(guān)的導(dǎo)線長短、導(dǎo)線選定等的要求很高。設(shè)計(jì)時(shí)在滿足系統(tǒng)功能要求的前提下應(yīng)該降低掃描速度。
應(yīng)將各組撥碼開關(guān)所讀的數(shù)由bcd碼轉(zhuǎn)化為整數(shù)，并儲(chǔ)存在相應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)位置，完成從設(shè)定數(shù)到plc內(nèi)部對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的處理。a組撥碼開關(guān)設(shè)定的數(shù)經(jīng)bcd數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后存至設(shè)定的數(shù)據(jù)字區(qū)，b組撥碼開關(guān)所設(shè)定的數(shù)經(jīng)bcd數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后也存至設(shè)定的數(shù)據(jù)區(qū)。
撥碼開關(guān)組可以作多組并聯(lián)連接，在軟件設(shè)計(jì)中需要按照撥碼開關(guān)組選通的唯一性原則進(jìn)行處理，并設(shè)置對(duì)應(yīng)的過程標(biāo)志位，通過子程序段來實(shí)現(xiàn)每一組撥碼開關(guān)的讀數(shù)處理。
3．plc輸入模塊與旋轉(zhuǎn)編碼器的連接
旋轉(zhuǎn)編碼器是一種光電式旋轉(zhuǎn)測量裝置，它將被測的角位移直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)（高速脈沖信號(hào)）。因此，可將旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出脈沖信號(hào)直接輸入plc，利用plc的高速計(jì)數(shù)器對(duì)其脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以獲得測量結(jié)果。不同型號(hào)的旋轉(zhuǎn)編碼器，其輸出脈沖的相數(shù)也不同，有的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出a、b、z三相脈沖，有的只有a、b兩相，最簡單的只有a相。
圖9是輸出兩相脈沖的旋轉(zhuǎn)編碼器與fx系列plc的連接示意圖。編碼器有4條引線，其中2條是脈沖輸出線，1條是com端連線，1條是電源線。編碼器的電源可以是外接電源，也可直接使用plc的dc 24v電源。電源“−”端要與編碼器的com端連接，“+”端與編碼器的電源端連接。編碼器的com端與plc的com端連接，a、b兩相脈沖輸出線直接與plc的輸入端連接，連接時(shí)要注意plc輸入的響應(yīng)時(shí)間。有的旋轉(zhuǎn)編碼器還有一條屏蔽線，使用時(shí)要將屏蔽線接地。
圖9 旋轉(zhuǎn)編碼器與plc的連接示意圖
4．plc輸入模塊與接近開關(guān)的連接
在plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，雖然接線工作所占的比重較小，大部分工作還是plc的編程設(shè)計(jì)工作，但它是編程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，只有正確接線才能順利地進(jìn)行編程設(shè)計(jì)工作。而要保證接線工作的正確性，就必須對(duì)plc內(nèi)部的輸入、輸出電路有一個(gè)比較清楚的了解。plc數(shù)字量輸入電路分為直流輸入和交流輸入，直流輸入又分為源輸入—共陽極、漏輸入—共陰極、混合型輸入—共陽/共陰。