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S7-200数字量输入模块

数字量输入模块概述

  在工控行业中，“数字量”又称为“开关量”。顾名思义，它有“开”和“关”两种状态。反映在信号值上就是“1”和“0”两种值。数字量输入模块(Digital Input Module)用来接收外部的开关信号输入，并把接收到的信号传递给 CPU。

  图 2-8 是典型的数字量输人电气原理图。电路中的按钮是外部数字量输入元件。当按下按钮后，电流从 24V 电源的正极流入到数字量输入模块中，此时模块的输入通道能检测到输入信号，因此该通道的值为1;当松开按钮时，电路断开，模块的输人通道检测不到电流，因此通道的值为 0。

  其实数字量模块除了有外部输入电路，还有内部的检测电路，而且内部和外部电路没有电气上的连接，是通过光电耦合在一起的，也就是常说的光电耦合电路。

  图 2-8 数字量输入电气原理图

  PLC 的数字量输入有两种方式：源型输入和漏型输入。所谓“源型输入”，是指电流从模块的公共端流入，从模块的通道流出的方式。公共端作为电源正极(共阳极)，外部的输人线路相当于电源的负极。源型输入可以等效为在模块内部连接一节干电池，电池的负极连接在 PLC 输人模块的公共端，电池的正极经过输入通道连接到开关，再从开关连接到公共端。当开关闭合后，电流从模块的输入通道流出，经过开关后，从模块的公共端流回到负极。数字量输入通道的内部有光耦合电路，所以不用担心开关闭合会造成短路。源型输入电气原理图如图 2-9 所示。所谓“漏型输人”，是指电流经过外部开关，从模块的通道流人到模块内部，再经过内部电路，从公共端流出的输入方式。公共端作为电源负极(共阴极)。漏型输入相当于在模块外部连接一节干电池，电池的正极连接开关一端,再从开关另一端连接到输人通道。然后经过模块内部电路从公共端流出返回到电池的负极。漏型输入电气原理图如图 2-10 所示。

  图2-9源型输入电气原理图

  图2-10漏型输入电气原理图

  源型输入和漏型输入在电气设计和接线方式上都有所不同，有的厂家我的输人误犬月输入和漏型输入的区别，要根据实际情况进行选型。

  S7-200 SMART 有两种数字量输入扩展模块：EM DE08 和 EM DE16。这两种模块既支持源型输人接线方式，也支持漏型输入接线方式。

  注意：严格来讲，数字 量并不等于开关量，但我们在讲述 PLC 的数字 字量模块时，由于这些 模块通道的值仅有 0和和1两种状态，因此也将其称为开关量。

PLC的发展趋势

 1．向高速度、大容量方向发展

 为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应速度和更大的存储容量。目前，有的PLC的扫描速度可达0.1ms/k步左右。PLC的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。

 在存储容量方面，有的PLC高可达几十兆字节。为了扩大存储容量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬盘。

    2．向超大型、超小型两个方向发展

 当前中小型PLC比较多，为了适应市场的多种需要，今后PLC要向多品种方向发展，特别是向超大型和超小型两个方向发展。现已有I/O点数达14336点的超大型PLC，其使用32位微处理器，多CPU并行工作和大容量存储器，功能强。

 小型PLC由整体结构向小型模块化结构发展，使配置更加灵活，为了市场需要已开发了各种简易、经济的超小型微型PLC，小配置的I/O点数为8～16点，以适应单机及小型自动控制的需要，如三菱公司α系列PLC。

    3．PLC大力开发智能模块，加强联网通信能力

 为满足各种自动化控制系统的要求，近年来不断开发出许多功能模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。这些带CPU和存储器的智能I/O模块，既扩展了PLC功能，又使用灵活方便，扩大了PLC应用范围。

加强PLC联网通信的能力，是PLC技术进步的潮流。PLC的联网通信有两类：一类是PLC之间联网通信，各PLC生产厂家都有自己的专有联网手段；另一类是PLC与计算机之间的联网通信，一般PLC都有通信模块与计算机通信。为了加强联网通信能力，PLC生产厂家之间也在协商制订通用的通信标准，以构成更大的网络系统，PLC已成为集散控制系统（DCS）不可缺少的重要组成部分。

     4．增强外部故障的检测与处理能力

     根据统计资料表明：在PLC控制系统的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，输入设备占45%，输出设备占30%，线路占5%。项共20%故障属于PLC的内部故障，它可通过PLC本身的软、硬件实现检测、处理；而其余80%的故障属于PLC的外部故障。因此，PLC生产厂家都致力于研制、发展用于检测外部故障的智能模块，进一步提高系统的可靠性。

    5．编程语言多样化

  在PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。除了大多数PLC使用的梯形图语言外，为了适应各种控制要求，出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的语言（BASIC、C语言等）等。多种编程语言的并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。