[科普中國]-I/O模塊

I/O 模塊可分為離散、模擬和特殊模塊等多種類型,這些模塊都可以安裝在帶有多個插槽的導軌或者機架上,每個模塊插人其中一個插槽。導軌或者機架具有不同規(guī)格，插槽數(shù)分為4、8、12 不等。1

基本概念一般情況下，電源模塊插在第一插槽內(nèi),編號為0,PLC插在第二插槽內(nèi)，各種類型的輸入輸出模塊插在其余插槽內(nèi)。I/O模塊導軌的背面安裝帶有連接器的印制電路板，可以將插入I/O模塊的各插槽連接起來,插槽的上下邊可以使插入的模塊排成一條直線。帶有I/O模塊和處理器的導軌被稱為本地I/O導軌;帶有I/O模塊、電源、遠程I/O通信卡并且安裝在遠離本地I/O導軌的導軌被稱為遠程I/O導軌。遠程I/O導軌的數(shù)目取決于不同處理器能夠控制變量的數(shù)目。遠程I/O導軌與處理器之間的通信可以采用多種方式實現(xiàn),具體包括同軸電纜、雙軸電纜、屏蔽雙絞線等，如果距離較遠而需要考慮抑制噪聲干擾問題可以采用光纖通信。

并行I/O模塊并行I/O模塊承擔了與外部系統(tǒng)進行信息和數(shù)據(jù)交互的重要責任,可以用于擴展外圍器件,者直接動鍵盤、LED等簡單外部設(shè)備。

通常來說,51單片機有4個8位的并行I/O口,分別為P0、PI、P2、P3四組,其中PO和P2既可以用作普通I/O端口也可以當成數(shù)據(jù)地址端口,P3則在作為普通I/O端口的同時還具有其他(第二)功能,只有PI僅儀用作普通I/O口。圖所示是51單片機的外部引腳結(jié)構(gòu)示意圖。

并行I/O端口的PO~P3都支持位尋址操作,均有一定的電流駆動能力,可以驅(qū)動一些外部設(shè)備,但是由于PO是開漏輸出的結(jié)構(gòu),所以用作普通I/O引腳的時候需要外加上拉電阻。2

FLEX數(shù)字量I/O模塊FLEX數(shù)字量I/O模塊按其功能可以分為帶保護輸出型、帶電子保險型、帶自診斷型和隔離型。

(1)帶保護輸出型:具有電子保護,能夠在短路、過載或過熱情況下切斷輸出,在輸出故障排除時自動恢復。沒有故障狀態(tài)信息提供給處理器,模塊型號末尾為P。

(2)帶電子保險型:能夠在故障發(fā)生時斷開輸出,通過操作按鈕、軟件或輸入重新通電復位“保險”。故障狀態(tài)信息提供給處理器,模塊型號末尾為EP。

(3)帶自診斷型:能夠檢測、指示并報告給處理器如下故障:現(xiàn)場輸入或輸出設(shè)備開路或接線開路;現(xiàn)場設(shè)備輸出短路;輸入或輸出接線短路;用戶電源接線反極性。模塊型號末尾為D。

(4)隔離型:內(nèi)部I/O通道間相互隔離,模塊型號末尾為1。3

PLC模擬量I/O模塊在工業(yè)控制中,某些輸入量是連續(xù)變化的模擬量(如壓力、溫度、流量、轉(zhuǎn)速等),同時某些執(zhí)行裝置要求使用模擬量信號進行控制(如電動調(diào)節(jié)閥、伺服電機、變頻器等),而PLC的處理器只能處理數(shù)字量。為了使PLC能夠處理模擬量,必須實現(xiàn)模擬量( Analog)和數(shù)字量( Digita)之間的AD轉(zhuǎn)換及DA轉(zhuǎn)換。通過AD模塊將檢測裝置輸入的電壓、電流模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳送給PLC。4

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

李航 - 副教授 - 西南大學