PLC输入输出分为高速和低速,一般来说不会超出,隔离器+MOS的设计。其中具体采用光耦隔离还是数字隔离器隔离,其隔离器件会限制其输入输出的速率;PLC的源型和漏型就取决于最后末端所接的MOS管是如何布置的。
MOS管的源极和漏极
MOS管学名是场效应管,是金属-氧化物-半导体型场效应管,属于绝缘栅型。
所有的FET都有栅极(gate)、漏极(drain)、源极(source)三个端,分别大致对应双极性晶体管的基极(base)、集电极(collector)和发射极(emitter)。
栅极供电的情况下,漏极和源极导通;
如果是完全不了解mos管,那么留一个比较好的学习资料。
讲解MOS管非常好的资料: link
吐槽三个非常不负责的资料,第一次发现是在CSDN上, link,讲的一塌糊涂,后来发现这篇是转载,我又去看了原文, link,也是一塌糊涂,而且还没人批评指正,也就是说不是转载乱来,而是原文就这么离谱;直到我又在知乎看到这篇的转载link,终于在评论区开始对其口诛笔伐了。
PLC中如何区分源型和漏型
其中部分资料来源于 link
源极型和漏极型,一般为晶体管型电路,可直接理解为提供电流(源极)或吸收电流(漏极)的IO电路。
对于DO(Digital Output)来说,PNP晶体管的输出通常是源极型的,电源已经接在输出模块内部,电流通过DO流出,所以继电器可以直接驱动,不需要任何外部电源DO。
西门子300/400系列或欧洲plc习惯于使用这种输出。
日系、台系、西门子200系列和大部分国产PLCs一般采用漏电DO,即NPN型,要求外部接线上拉至24V电源,电流从外部继电器流向输出模块。
对于DI,道理是一样的,就是判断电流是流出DI端还是流入,从而区分源极型和漏极型。
一般来说,DI的公共COM端接在24V,0V的输入有效。
电流从作为源类型的DI流出。
当COM接0V时,24V有效,此时电流流入DI,为漏电型。
需要注意的是,一些日本PLCs(如3x)将DI的输入部分理解为“可访问的输出类型”。具体来说,如果DI可以访问源DO,那么DI称为“源输入”,否则称为“漏输入”。源极型和漏极型的DIDO,如果配对组合,可以直接连线。
即DI(源极)-do(漏极),或DI(漏极)-do(源极)。如果同一性质的DI和DO互连,一般需要增加上拉电阻等反极性措施。
西门子分源型(PNP)或漏极型(NPN)
1、漏电逻辑:当电流从信号输入端流出时,信号变为ON,为漏电逻辑。
2、源逻辑:当电流流入信号输入端时,信号导通,为源逻辑。
当信号端子发出“ON”信号时,如果此时其电压处于低电平(0V),则为漏电逻辑;
当信号端子发出“开”信号时,如果其电压高(PLC、变频器等为24V。),它是源逻辑。
源极输入为高电平有效,意味着电流从输入点流入,漏极输入为低电平有效,意味着电流从输入点流出。
三菱FX3U可以选择源极型和漏极型。
1、源极,电流从端子流出并具有PNP晶体管输出特性;吸,电流从端子流入,并具有NPN晶体管的输出特性。
2、s7-200plc可接漏型或源型,而300plc一般为源型,欧美一般为源型,输入一般采用pnp开关,采用高电平输入。日韩采用漏极式,一般采用npn型开关,即低电平输入。
3、源极输出意味着输出为DC正,漏极输出意味着输出为DC负。因此,西门子plc输出既有有源输出,也有漏极输出,但一般都是源极输出。
4、三菱plc,输入既主动又漏,但大部分都是漏的。泄漏输入对应的接近开关为NPN PLC。
从字面上的意思就可以理解,漏型(sink)指的是信号漏掉即信号的流出,而源型(source)刚好就相反,指的是信号的流入,既然是根据信号的流入或是流出来判断,那么就要有一个参考点,判断电流是从这个参考点流入还是流出的,不同的PLC对于使用的这个参考点是不一样的。
三菱PLC的信号输入的接线过程中是以输入点X作为参考点,以信号从这个输入点(X点)的流入还是流出来判断是源型接法还是漏接法。信号从X点流入称为源型接法,信号从X点流出称为漏型接法。
而在西门子PLC中以输入端的公共端M作为参考点,以信号从输入信号端的公共端(M点)流入称为源型输入,以信号从输入信号端的公共端(M点)流出,称为漏型输入。
因此,这也是为什么会出现在三菱的PLC中称为源型接法,但却在西门子PLC里面却是称为漏型接法的原因。
在西门子PLC的接线的过程中,若需要把信号输入端接成源型输入,则需要把公共端M接入到电压的24V端,而这种接法又可以称为共阳极接法。若需要把信号输入端接成漏型接法,则需要把公共端M接入到电压0V。这种接法有可称为共阴极接法。如图所示:
在PLC的信号输入中,我们通常会用到PNP或是NPN这两种输出类型的感应开关,这两者的区别在于输出信号类型都不一样的,如图所示
对于NPN型输出的传感器,当有信号输出时,则信号输出线(黑色)与电源负极线(蓝色)导通,所以输出信号为低电平,根据电路原理,当NPN型传感器的输出信号接入到PLC的输入点时,则另一端公共端M必须接高电平(即电源24V端),所以当一个NPN型的传感器接入到PLC的输入端时,PLC输入端接法应使用源型接法。
对于PNP型输出的传感器,当有信号输出时,则信号输出线(黑色)与电源正极线(棕色)导通,所以输出为高电平,则接入到PLC的输入信号端时,公共端M就必须要要接低电平(即电源的0V),所以此时应接为漏型接法。
三菱fx5u的输出漏源型就更好分辨了,com接0V,是+V就接24V
STM32的四种输出模式
1、普通推挽输出(GPIO_Mode_Out_PP):
使用场合:一般用在0V和3.3V的场合。线路经过两个P_MOS 和N_MOS 管,负责上拉和下拉电流。
使用方法:直接使用
输出电平:推挽输出的低电平是0V,高电平是3.3V。
2、普通开漏输出(GPIO_Mode_Out_OD):
使用场合:一般用在电平不匹配的场合,如需要输出5V的高电平。
使用方法:就需要再外部接一个上拉电阻,电源为5V,把GPIO设置为开漏模式, 当输出高组态时,由上拉电阻和电源向外输出5V的电压。
输出电平:在开漏输出模式时,如果输出为0,低电平,则使N_MOS 导通,使输 出接地。若控制输出为1(无法直接输出高电平),则既不输出高电平 也不输出低电平,为高组态。为正常使用,必须在外部接一个上拉电 阻。
特性: 它具“线与”特性,即很多个开漏模式 引脚连接到一起时,只有当所有 引脚都输出高阻态,才由上拉电阻提供高电平,此高电平的电压为外部 上拉电阻所接的电源的电压。若其中一个引脚为低电平,那线路就相当 于短路接地,使得整条线路都为低电平,0 伏。
3、复用推挽输出(GPIO_Mode_AF_PP):用作串口的输出。
4、复用开漏输出(GPIO_Mode_AF_OD):用在IIC。
所有的开漏输出都需要接上拉电
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