1、PLC與傳感器連接方案選型參考傳感器模擬信號數據采集與PLC系統匹配方案選型概述在工業現場中,壓力、位移、溫度、流量、轉速等各類模擬量傳感器因設計使用的技術方法不同。傳感器工作配電的方式主要分為兩線制和四線制,其輸出的模擬信號也各有差異,而常見的有0-20mA/4-20mA電流信號和0-75mV/0-5V/1-5V電壓信號。要把各類傳感器模擬信號成功采集到PLC/DCS/FCS/MCU/FA/PC系統,就要根據傳感器與數據采集系統的功能和技術特點進行匹配選型,同時也要考慮到工業現場傳感器與PLC等數據采集系統的供電差異及各種EMC干擾的影響,通常把傳感器輸出的模擬信號隔離、放大、轉換后送到PL

2、C等數據采集系統。PLC通過信號線采集傳感器的模擬或數字信號,然后進行處理,如果傳感器是模擬輸出,PLC就要接模擬輸入接口,如果傳感器是數字信號輸出,PLC就要接數字輸入接口。開關量傳感器就是一個無觸點的開關 ,開關量傳感器可作為PLC的開關量輸入信號。一般用于開關量控制的設備,機床,機器等。模擬量傳感器是把不同的物理量(如 壓力、流量、溫度轉換成模擬量(4-20MA的電流或1-5V的電壓。模擬量傳感器作為PLC的模擬量輸入模塊的輸入信號。一般用于過程控制。 數字傳感器是指將傳統的模擬式傳感器經過加裝或改造A/D轉換模塊,使之輸出信號為數字量(或數字編碼的傳感器,主要包括:放大器、A/D轉換器

3、、微處理器(CPU、存儲器、通訊接口電路等。常用的模擬量傳感器分為兩線制和四線制,兩線制和四線制都只有兩根信號線,它們之間的主要區別在于:兩線制的兩根信號線既要給傳感器或者變送器供電,又要提供電流電壓信號;而四線制的兩根信號線只提供電流信號。因此,通常提供兩線制電流電壓信號的傳感器或者變送器是無源的;而提供四線制電流信號的傳感器或者變送器是有源的。因此,當PLC等數據采集系統的模板輸入通道設定為連接四線制傳感器時,PLC只從模板通道的端子上采集模擬信號,而當PLC等數據采集系統的模板輸入通道設定為連接二線制傳感器時,PLC的模擬輸入模板的通道上還要向外輸出一個直流24V的電源,以驅動兩線制傳感

4、器工作。 4-20mA和電工標準有關,4-20mA信號制是國際電工委員會(IEC過程控制系統用模擬信號標準。我國從DDZ-型電動儀表開始采用這一國際標準信號制,儀表傳輸信號采用4-20mA,聯絡信號采用1-5VDC,即采用電流傳輸、電壓接收的信號系統。因為信號起點電流為4mA,為變送器提供了靜態工作電流,同時儀表電氣零點為4mA,不與機械零點重合,這種活零點有利于識別斷電和斷線等故障。 IC封裝和標準DIN 35導軌安裝的產品圖片展示工業現場傳感器與數據采集系統匹配應用方案一、根據模擬信號傳感器的性能匹配選型1、 兩線制電流/電壓輸出傳感器(無供電電源,由負載提供1624V配電,輸出4-20m

5、A/0-5V。1.1 兩線制無源4-20mA輸入型傳感器,經電流隔離配電器配電后與PLC連接。如圖1所示,稱重、測距傳感器正端接1624VDC,負端輸出4-20mA電流。 圖1 兩線制4-20mA隔離配電器典型應用圖(ISO 4-20mA-F1.2 兩線制無源電壓信號輸入型傳感器,經電壓配電器配電后與PLC連接。如圖2、圖3所示,位移、電子尺傳感器正端、負端接1624VDC電壓。 圖2 非隔離兩線無源電壓配電器(SY R-O1-A 圖3 隔離型電壓配電器(ISO R-P-O-A 如圖4、圖5所示,應力片、稱重電橋傳感器正端、負端接1624VDC電壓。 圖4 隔離型電壓信號轉換放大(ISO V-

6、4-20mA 圖5 隔離型電橋電壓配電器(ISO V-4-20mA1.3 兩線制傳感器輸出4-20mA電流環路經隔離器隔離后與PLC連接。如圖6所示,壓力、流量傳感器正端接932VDC,負端輸出4-20mA電流。 圖6 兩線制4-20mA電流環路隔離器典型應用圖(ISO 4-20mA1.4兩線制傳感器輸出4-20mA電流經隔離調理匹配(解決輸入輸出間沖突后與PLC連接。如圖7所示,溫度、轉速傳感器正端接1224VDC,負端輸出4-20mA電流。 圖7 兩線制4-20mA信號與PLC匹配隔離調理典型應用圖(ISO 4-20mA-P2、四線制電流/電壓(輸入/輸出型傳感器(有自己的供電電源24VD

7、C,輸入/輸出: 4-20mA或0-5V。2.1 四線制電流輸出型傳感器經模擬信號隔離放大后與PLC連接。2.1.1 如圖8所示,溫度、濕度傳感器正端接24VDC,負端輸出4-20mA電流。 圖8 四線制傳感器信號I/I隔離放大后與PLC連接典型應用圖(ISO EM-A-P-O2.1.2 如圖9所示,壓力、轉速傳感器正端接24VDC,負端輸出4-20mA電流。 圖9 四線制傳感器信號I/V轉換后與PLC連接典型應用圖(ISO EM-A-P-O2.2 四線制電壓輸出型傳感器經模擬信號隔離放大后與PLC連接。2.2.1 如圖10所示,壓力、轉速傳感器正、負端接24V電源,輸出端輸出0-5V電壓。

8、圖10 四線制傳感器信號V/I轉換后與PLC連接典型應用圖(ISO EM-U-P-O2.2.2 如圖11所示,液位、流量傳感器正、負端接24V電源,輸出端輸出0-5V電壓。 圖11 四線制傳感器信號V/V隔離后與PLC連接典型應用圖(ISO EM-U-P-O二、 PLC與傳感器的連接匹配選型選擇PLC(以2#接頭為正,3#接頭為負舉例1、兩線制時正極2輸出24VDC電壓,3接收電流,所以遇到兩線制傳感器時,一種接法是2接傳感器正,3接傳感器負;跳線為兩線制電流信號。二種接法是2懸空,3接傳感器的負,同時傳感器正要接柜內24vdc;跳線為兩線制電流信號。(以2正、3負為例2、四線制時正極2是接收電流,3是負極。(四線制好處是傳感器負極信號與柜內M為不同電平時不會影響精度很大,因為是傳感器本身電流的回路遇到四線制傳感器時,一種方法是2接傳感器正,3接傳感器負,