PLC与传感器连接解决方案选型参考

1、PLC与传感器连接方案选型参考传感器模拟信号数据采集与PLC系统匹配方案选型概述在工业现场中,压力、位移、温度、流量、转速等各类模拟量传感器因设计使用的技术方法不同。传感器工作配电的方式主要分为两线制和四线制,其输出的模拟信号也各有差异,而常见的有0-20mA/4-20mA电流信号和0-75mV/0-5V/1-5V电压信号。要把各类传感器模拟信号成功采集到PLC/DCS/FCS/MCU/FA/PC系统,就要根据传感器与数据采集系统的功能和技术特点进行匹配选型,同时也要考虑到工业现场传感器与PLC等数据采集系统的供电差异及各种EMC干扰的影响,通常把传感器输出的模拟信号隔离、放大、转换后送到PL

2、C等数据采集系统。PLC通过信号线采集传感器的模拟或数字信号,然后进行处理,如果传感器是模拟输出,PLC就要接模拟输入接口,如果传感器是数字信号输出,PLC就要接数字输入接口。开关量传感器就是一个无触点的开关 ,开关量传感器可作为PLC的开关量输入信号。一般用于开关量控制的设备,机床,机器等。模拟量传感器是把不同的物理量(如 压力、流量、温度转换成模拟量(4-20MA的电流或1-5V的电压。模拟量传感器作为PLC的模拟量输入模块的输入信号。一般用于过程控制。 数字传感器是指将传统的模拟式传感器经过加装或改造A/D转换模块,使之输出信号为数字量(或数字编码的传感器,主要包括:放大器、A/D转换器

3、、微处理器(CPU、存储器、通讯接口电路等。常用的模拟量传感器分为两线制和四线制,两线制和四线制都只有两根信号线,它们之间的主要区别在于:两线制的两根信号线既要给传感器或者变送器供电,又要提供电流电压信号;而四线制的两根信号线只提供电流信号。因此,通常提供两线制电流电压信号的传感器或者变送器是无源的;而提供四线制电流信号的传感器或者变送器是有源的。因此,当PLC等数据采集系统的模板输入通道设定为连接四线制传感器时,PLC只从模板通道的端子上采集模拟信号,而当PLC等数据采集系统的模板输入通道设定为连接二线制传感器时,PLC的模拟输入模板的通道上还要向外输出一个直流24V的电源,以驱动两线制传感

4、器工作。 4-20mA和电工标准有关,4-20mA信号制是国际电工委员会(IEC过程控制系统用模拟信号标准。我国从DDZ-型电动仪表开始采用这一国际标准信号制,仪表传输信号采用4-20mA,联络信号采用1-5VDC,即采用电流传输、电压接收的信号系统。因为信号起点电流为4mA,为变送器提供了静态工作电流,同时仪表电气零点为4mA,不与机械零点重合,这种活零点有利于识别断电和断线等故障。 IC封装和标准DIN 35导轨安装的产品图片展示工业现场传感器与数据采集系统匹配应用方案一、根据模拟信号传感器的性能匹配选型1、 两线制电流/电压输出传感器(无供电电源,由负载提供1624V配电,输出4-20m

5、A/0-5V。1.1 两线制无源4-20mA输入型传感器,经电流隔离配电器配电后与PLC连接。如图1所示,称重、测距传感器正端接1624VDC,负端输出4-20mA电流。 图1 两线制4-20mA隔离配电器典型应用图(ISO 4-20mA-F1.2 两线制无源电压信号输入型传感器,经电压配电器配电后与PLC连接。如图2、图3所示,位移、电子尺传感器正端、负端接1624VDC电压。 图2 非隔离两线无源电压配电器(SY R-O1-A 图3 隔离型电压配电器(ISO R-P-O-A 如图4、图5所示,应力片、称重电桥传感器正端、负端接1624VDC电压。 图4 隔离型电压信号转换放大(ISO V-

6、4-20mA 图5 隔离型电桥电压配电器(ISO V-4-20mA1.3 两线制传感器输出4-20mA电流环路经隔离器隔离后与PLC连接。如图6所示,压力、流量传感器正端接932VDC,负端输出4-20mA电流。 图6 两线制4-20mA电流环路隔离器典型应用图(ISO 4-20mA1.4两线制传感器输出4-20mA电流经隔离调理匹配(解决输入输出间冲突后与PLC连接。如图7所示,温度、转速传感器正端接1224VDC,负端输出4-20mA电流。 图7 两线制4-20mA信号与PLC匹配隔离调理典型应用图(ISO 4-20mA-P2、四线制电流/电压(输入/输出型传感器(有自己的供电电源24VD

7、C,输入/输出: 4-20mA或0-5V。2.1 四线制电流输出型传感器经模拟信号隔离放大后与PLC连接。2.1.1 如图8所示,温度、湿度传感器正端接24VDC,负端输出4-20mA电流。 图8 四线制传感器信号I/I隔离放大后与PLC连接典型应用图(ISO EM-A-P-O2.1.2 如图9所示,压力、转速传感器正端接24VDC,负端输出4-20mA电流。 图9 四线制传感器信号I/V转换后与PLC连接典型应用图(ISO EM-A-P-O2.2 四线制电压输出型传感器经模拟信号隔离放大后与PLC连接。2.2.1 如图10所示,压力、转速传感器正、负端接24V电源,输出端输出0-5V电压。

8、图10 四线制传感器信号V/I转换后与PLC连接典型应用图(ISO EM-U-P-O2.2.2 如图11所示,液位、流量传感器正、负端接24V电源,输出端输出0-5V电压。 图11 四线制传感器信号V/V隔离后与PLC连接典型应用图(ISO EM-U-P-O二、 PLC与传感器的连接匹配选型选择PLC(以2#接头为正,3#接头为负举例1、两线制时正极2输出24VDC电压,3接收电流,所以遇到两线制传感器时,一种接法是2接传感器正,3接传感器负;跳线为两线制电流信号。二种接法是2悬空,3接传感器的负,同时传感器正要接柜内24vdc;跳线为两线制电流信号。(以2正、3负为例2、四线制时正极2是接收电流,3是负极。(四线制好处是传感器负极信号与柜内M为不同电平时不会影响精度很大,因为是传感器本身电流的回路遇到四线制传感器时,一种方法是2接传感器正,3接传感器负,