在工业控制领域一般受限于国外plc类型的选择,选择了日系PLC和德系PLC就选择了两种不同的控制接口,对于这两种接口,很多时候我们对其概念很模糊,在这里将详细阐述两者的区别。
日系PLC的接口一般为NPN型(漏型输出),即集电极开路输出方式,由于日本人比较谨慎,免责申明做的比较好,所以它一般喜欢控制地GND,电源是你给的,烧了东西算你的。
德系PLC的接口一般为PNP型(源型输出),即控制Power方式,由于德国人比较喜欢主动权把握在自己手里,我给你Power了你才能动作,不给你Power是比较安全的,你想烧东西没有Power怎么烧?
更清楚一些表达的话,我们可以利用晶体管的形式来理解的更为深刻一些。
从上图我们可以看出,西门子对安全的把控在电源上做足了文章,所以西门子plc内部电路上对电源的抗干扰及滤波相对来说做的比较实在一些,而三菱plc则由于把Power留给了客户去提供,这部分电源对于绝大部分客户来讲,根本不会做抗干扰及滤波部分的考虑。
我更喜欢西门子系列PLC,不是因为他在电路上的稳定性,在软件上也更胜一筹。但很多时候我们会由于成本的压力而选择日系,所以就出现了德系和日系混合使用的局面,两者的接口不同,我们怎么来进行相互之间的转换呢?留给PNP与NPN的相互转换话题。
工业控制很多时候我们就是要理解清楚接口的概念,然后才能进行更好的控制。对接口理解的深浅,决定了在控制上的水平。
PNP与NPN接口之间的转换
大多数时候我们喜欢西门子plc加上日系的部件进行控制,如三菱伺服,日系螺丝枪等,都存在着接口之间的转换,还有我们采购的时候由于没有标注清楚,厂家发货的时候发错了型号,有一些可以快速的进行调换,但更多的时候由于工期的问题,我们来不及更换,那我们能做些什么呢?我们能不能进行接口之间的转换呢?
答案是肯定的,那么让我们从PNP与NPN原理之间的区别来分析如何进行转换。
转换接口我们一般选择继电器或光电耦合器,触点式继电器由于触点的寿命是有限的,而且封装做不到很小,所以我们把眼光放在光电耦合器上,让我们看一下光电耦合器的内部电路
从光电耦合器的内部结构可以看出,我们稍加改造即可满足转换要求,转换原理如下
这里需要指出的是,一般的光电耦合器Ton和Tof时间和在10us左右,这也就决定了转换接口的速率不会大于20KHz,对于有高速脉冲发出的应用(比如伺服驱动器的控制脉冲类)需要使用高速光耦,比如6N136,6N137等。
如果我们再把以上电路封装在一个电器盒内,那就成了一个比较实用的标准模块,目前市面上已经有此类的开发,但大都没有完全封装在电器盒内,只是一个PCB板,占用了机柜导轨比较大的空间。
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