目前 PLC 數字量輸入端口一般分(fēn)單端共點與雙端輸入，由于有區(qū)别，用(yòng)戶在選配外部傳感器時(shí)接法上需要一定的(de)區(qū)分(fēn)與了(le)解才能正确使用(yòng)傳感器與 PLC 爲後期的(de)編程工作和(hé)系統穩定奠定基礎。

1、輸入類型的(de)分(fēn)類

PLC的(de)數字量輸入端子，按電源分(fēn)直流與交流，按輸入接口分(fēn)類由單端共點輸入與雙端輸入，單端共點接電源正極爲SINK（sink Current 拉電流），單端共點接電源負極爲SRCE（source Current 灌電流）。

2、詞語的(de)概述

SINK漏型爲電流從輸入端流出，那麽輸入端與電源負極相連即可(kě)，說明(míng)接口内部的(de)光(guāng)電耦合器爲單端共點爲電源正極，可(kě)接NPN型傳感器。

SOURCE源型爲電流從輸入端流進，那麽輸入端與電源正極相連即可(kě)，說明(míng)接口内部的(de)光(guāng)電耦合器爲單端共點爲電源負極，可(kě)接PNP型傳感器。

接近開關與光(guāng)電開關三、四線輸出分(fēn) NPN 與 PNP 輸出，對(duì)于無檢測信号時(shí) NPN 的(de)接近開關與光(guāng)電開關輸出爲高(gāo)電平（對(duì)内部有上拉電阻而言），當有檢測信号，内部NPN 管導通(tōng)，開關輸出爲低電平。

對(duì)于無檢測信号時(shí) PNP 的(de)接近開關與光(guāng)電開關輸出爲低電平（對(duì)内部有下(xià)拉電阻而言），當有檢測信号，内部 PNP 管導通(tōng)，開關輸出爲高(gāo)電平。

以上的(de)情況隻是針對(duì)傳感器是屬于常開的(de)狀态下(xià)。

3、按電源配置類型

（1） 直流輸入電路

如圖1，直流輸入電路要求外部輸入信号的(de)元件爲無源的(de)幹接點或直流有源的(de)無觸點開關接點，當外部輸入元件與電源正極導通(tōng)，電流通(tōng)過R1，光(guāng)電耦合器内部LED，VD1（接口指示）到COM端形成回路，光(guāng)電耦合器内部接收管接受外部元件導通(tōng)的(de)信号，傳輸到内部處理(lǐ)；這(zhè)種由直流電提供電源的(de)接口方式，叫直流輸入電路；

直流電可(kě)以由PLC内部提供也(yě)可(kě)以外接直流電源提供給外部輸入信号的(de)元件。R2在電路中的(de)作用(yòng)是旁路光(guāng)電耦合器内部LED的(de)電流，保證光(guāng)電耦合器LED不被兩線制接近開關的(de)靜态洩漏電流導通(tōng)。

（2）交流輸入電路

如圖2，交流輸入電路要求外部輸入信号的(de)元件爲無源的(de)幹接點或交流有源的(de)無觸點開關接點，它與直流接口的(de)區(qū)分(fēn)在光(guāng)電耦合器前加一級降壓電路與橋整流電路。外部元件與交流電接通(tōng)後，電流通(tōng)過R1，C2經過橋整流，變成降壓後的(de)直流電，後續電路的(de)原理(lǐ)與直流的(de)一緻。

交流PLC主要适用(yòng)相對(duì)環境惡劣，布線技改變動不大(dà)等場(chǎng)合；如接近開關就用(yòng)交流兩線直接替代原來(lái)行程開關。

4、按端口類型

（1）單端共點（Comcon）數字量輸入方式

爲了(le)節省輸入端子，單端共點輸入的(de)結構是在 PLC 内部将所有輸入電路（光(guāng)電耦合器）的(de)一端連接在一起接到标示爲 COM 的(de)内部公共端子，各輸入電路的(de)另一端才接到其對(duì)應的(de)輸入端子 X0、X1、X2、....

com 共點與 N 個(gè)單端輸入就可(kě)以做(zuò) N 個(gè)數字量的(de)輸入（N+1 個(gè)端子），因此我們稱此結構爲"單端共點"輸入。用(yòng)戶在做(zuò)外部數字量輸入組件的(de)接線時(shí)也(yě)需要同樣的(de)做(zuò)法，需要将所有輸入組件的(de)一端連接在一起，叫輸入組件的(de)的(de)外部共線；輸入組件的(de)另一端才接到 PLC 的(de)輸入端子 X0、X1、X2、....

SINK輸入方式，可(kě)接 NPN 型傳感器，即 X 端口與負極相連。

SRCE輸入方式，可(kě)接 PNP 型傳感器。即 X 端口與整機極相連。（外部輸入組件可(kě)以爲按鈕開關、行程開關、舌簧開關、霍爾開關、接近開關、光(guāng)電開關、光(guāng)幕傳感器、繼電器觸點、接觸器觸電等開關量的(de)元件。）

（2）SINK（sink Current 拉電流）輸入方式

●單端共點SINK輸入接線（内部共點端子COM→24V+，外部共線→24V-）。如圖3：

（3） SRCE（source Current 灌電流）輸入方式

● 單端共點SRCE輸入接線（内部共點端子COM→24V-，外部共線→24V+）。如圖4：

（4）SINK/SRCE可(kě)切換輸入方式

S/S端子與COM端不同的(de)是,COM是與内部電源正極或負極固定相連，S/S端子是非固定相連的(de)，根據需要才與内部電源或外部電源的(de)正極或者負極相連。

● 單端共點SINK輸入接線（内部共點端子S/S→24V+，外部共線→24V-）。

● 單端共點SRCE輸入接線（内部共點端子S/S→24V-，外部共線→24V+）。

（5）當有源輸入元件（霍爾開關、接近開關、光(guāng)電開關、光(guāng)幕傳感器等）數量比較多(duō)，消耗功率比較大(dà)，PLC内置電源不能滿足時(shí)，需要配置外置電源。根據需求可(kě)以配24VDC，一定功率的(de)開關電源。

外置電源原則上不能與内置電源并聯，根據COM與外部共線的(de)特點， SINK（sink Current 拉電流）輸入方式時(shí)，外置電源與内置電源正極相連接；SRCE（source Current 灌電流）輸入方式時(shí)，外置電源與内置電源負極相連接。

（6）簡單判斷SINK（sink Current 拉電流）輸入方式，隻需要Xn端與負極短路，如果接口指示燈亮就說明(míng)是SINK輸入方式。共正極的(de)光(guāng)藕合器，可(kě)接NPN型的(de)傳感器。SRCE（source Current 灌電流）輸入方式，将Xn端與正極短路，如果接口指示燈亮就說明(míng)是SRCE輸入方式。共負極的(de)光(guāng)藕合器，可(kě)接PNP型的(de)傳感器。

（7）對(duì)于2線式的(de)開關量輸入，如果是無源觸點，SINK與SRCE按上圖的(de)輸入元件接法，對(duì)于2線式的(de)接近開關，需要判斷接近開關的(de)極性，正确接入。

（8）超高(gāo)速雙端輸入電路

主要用(yòng)于硬件高(gāo)速計數器（HHSC）的(de)輸入使用(yòng)，接口電壓爲5VDC，在應用(yòng)上爲确保高(gāo)速及高(gāo)噪音(yīn)抗性通(tōng)常采用(yòng)雙線驅動方式（Line-Drive）。如果工作頻(pín)率不高(gāo)與噪音(yīn)低也(yě)可(kě)以采用(yòng)5VDC的(de)單端SINK或者SRCE接法，串聯一個(gè)限流電阻轉換成24VDC的(de)單端SINK或者SRCE接法。

（9）雙輸入端雙線驅動方式（Line-Drive）。

（10）5VDC的(de)單端SINK或者SRCE接法。

（11）24VDC的(de)單端SINK或者SRCE接法。

注：24VDC供電的(de)傳感器,在輸入回路上需要串聯限流電阻，R1爲10Ω，R2爲2KΩ，不串聯限流電阻，将燒毀接口回路，限流電阻取值2.7KΩ。

1、無源幹接點（按鈕開關、行程開關、舌簧磁性開關、繼電器觸點等）；無源幹接點比較簡單，接線容易。不存在電源的(de)極性，壓降等因素，上圖3-6中的(de)輸入元件正是此類型。這(zhè)裏不重複介紹。

2、有源兩線制傳感器（接近開關、有源舌簧磁性開關）

有源兩線接近開關分(fēn)直流與交流，此傳感器的(de)特點就是兩根線，傳器輸出端導通(tōng)後，爲了(le)保證電路正常工作需要一個(gè)保持電壓來(lái)維持電路工作，通(tōng)常在3.5-5V的(de)壓降，靜态洩露電流要小于1mA，這(zhè)個(gè)指标很重要；如果過大(dà)，在接近開關沒檢測信号時(shí)，就使PLC的(de)輸入端的(de)光(guāng)電耦合器導通(tōng)。

直流兩線制接近開關分(fēn)二極管極性保護與橋整流極性保護，前者在接PLC時(shí)需要注意極性，後者就不需要注意極性。有源舌簧磁性開關主要用(yòng)在汽缸上做(zuò)位置檢測，由于需要信号指示，内部有雙向二極管回路，因此也(yě)不需要注意極性；交流兩線制接近開關就不需要注意極性。如圖10：

（1）單端共點SINK輸入接線（内部共點端子COM→24V+，外部共線→24V-）。如圖11

（2）單端共點SRCE輸入接線（内部共點端子COM→24V-，外部共線→24V+）。如圖12:

（3）S/S端子接法參考圖5-圖6以及圖11-圖12

3、有源三線傳感器（電感接近開關、電容接近開關、霍爾接近開關、光(guāng)電開關等）；直流有源三制線接近開關與光(guāng)電開關輸出管使用(yòng)三極管輸出，因此傳感器分(fēn)NPN和(hé)PNP輸出，有的(de)産品是四線制，有雙NPN或雙PNP，隻是狀态剛好相反，也(yě)有NPN和(hé)PNP結合的(de)四線輸出。

NPN型當傳感器有檢測信号VT導通(tōng)，輸出端OUT的(de)電流流向負極，輸出端OUT電位接近負極，通(tōng)常說的(de)高(gāo)電平翻轉成低電平。

PNP型當傳感器有檢測信号VT導通(tōng)，正極的(de)電流流向輸出端OUT,輸出端OUT電位接近正極，通(tōng)常說的(de)低電平翻轉成高(gāo)電平。

電路中三極管的(de)發射極上的(de)電阻爲短路保護采樣電阻2-3Ω不影(yǐng)響輸出電流。三極管的(de)集電極的(de)電阻爲上拉與下(xià)拉電阻，提供輸出電位，方便電平接口的(de)電路，另一種輸出的(de)三極管集電極開路輸出不接上拉與下(xià)拉電阻。

簡單說當三極管VT導通(tōng),相當于一個(gè)接點導通(tōng)，如圖13：

（1）單端共點SINK輸入接線（内部共點端子COM→24V+，外部共線→24V-）。如圖14：

（2）單端共點SRCE輸入接線（内部共點端子COM→24V-，外部共線→24V+）。如圖15：

（3）S/S端子接法參考圖5-圖6、圖11-圖12以及圖14-圖15

PLC輸入接口電路形式和(hé)外接元件（傳感器）輸出信号形式的(de)多(duō)樣性，因此在PLC輸入模塊接線前必要了(le)解PLC輸入電路形式和(hé)傳感器輸出信号的(de)形式，才能确保PLC輸入模塊接線正确無誤，在實際應用(yòng)中才能遊刃有餘，後期的(de)編程工作和(hé)系統穩定奠定基礎。

在工業現場(chǎng)中，壓力、位移、溫度、流量、轉速等各類模拟量傳感器因設計使用(yòng)的(de)技術方法不同。

傳感器工作配電的(de)方式主要分(fēn)爲兩線制和(hé)四線制，其輸出的(de)模拟信号也(yě)各有差異，而常見的(de)有0-20mA、4-20mA電流信号和(hé)0-75mV、0-5V、1-5V電壓信号。

要把各類傳感器模拟信号成功采集到PLC/DCS/FCS/MCU/FA/PC系統，就要根據傳感器與數據采集系統的(de)功能和(hé)技術特點進行匹配選型，同時(shí)也(yě)要考慮到工業現場(chǎng)傳感器與PLC等數據采集系統的(de)供電差異及各種EMC幹擾的(de)影(yǐng)響，通(tōng)常把傳感器輸出的(de)模拟信号隔離、放大(dà)、轉換後送到PLC等數據采集系統。

PLC通(tōng)過信号線采集傳感器的(de)模拟或數字信号，然後進行處理(lǐ)，如果傳感器是模拟輸出，PLC就要接模拟輸入接口，如果傳感器是數字信号輸出，PLC就要接數字輸入接口。

開關量傳感器就是一個(gè)無觸點的(de)開關，開關量傳感器可(kě)作爲PLC的(de)開關量輸入信号。一般用(yòng)于開關量控制的(de)設備，機床，機器等。

模拟量傳感器是把不同的(de)物(wù)理(lǐ)量(如壓力、流量、溫度)轉換成模拟量(4-20MA的(de)電流或1-5V的(de)電壓)。模拟量傳感器作爲PLC的(de)模拟量輸入模塊的(de)輸入信号。一般用(yòng)于過程控制。

數字傳感器是指将傳統的(de)模拟式傳感器經過加裝或改造A/D轉換模塊，使之輸出信号爲數字量(或數字編碼)的(de)傳感器，主要包括：放大(dà)器、A/D轉換器、微處理(lǐ)器（CPU）、存儲器、通(tōng)訊接口電路等。

常用(yòng)的(de)模拟量傳感器分(fēn)爲兩線制和(hé)四線制，兩線制和(hé)四線制都隻有兩根信号線，它們之間的(de)主要區(qū)别在于：兩線制的(de)兩根信号線既要給傳感器或者變送器供電，又要提供電流電壓信号；而四線制的(de)兩根信号線隻提供電流信号。通(tōng)常提供兩線制電流電壓信号的(de)傳感器或者變送器是無源的(de)；而提供四線制電流信号的(de)傳感器或者變送器是有源的(de)。

因此，當PLC等數據采集系統的(de)模闆輸入通(tōng)道設定爲連接四線制傳感器時(shí)，PLC隻從模闆通(tōng)道的(de)端子上采集模拟信号，而當PLC等數據采集系統的(de)模闆輸入通(tōng)道設定爲連接二線制傳感器時(shí)，PLC的(de)模拟輸入模闆的(de)通(tōng)道上還(hái)要向外輸出一個(gè)直流24V的(de)電源，以驅動兩線制傳感器工作。

4-20mA和(hé)電工标準有關，4-20mA信号制是國際電工委員(yuán)會(IEC)過程控制系統用(yòng)模拟信号标準。我國從DDZ-Ⅲ型電動儀表開始采用(yòng)這(zhè)一國際标準信号制，儀表傳輸信号采用(yòng)4-20mA,聯絡信号采用(yòng)1-5VDC，即采用(yòng)電流傳輸、電壓接收的(de)信号系統。

因爲信号起點電流爲4mA，爲變送器提供了(le)靜态工作電流，同時(shí)儀表電氣零點爲4mA，不與機械零點重合，這(zhè)種活零點有利于識别斷電和(hé)斷線等故障。

根據模拟信号傳感器的(de)性能選型搜索

1、兩線制電流/電壓輸出傳感器(無供電電源，由負載提供16—24V配電，輸出4-20mA/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後與PLC連接。如圖1所示，稱重、測距傳感器正端接16—24VDC,負端輸出4-20mA電流。

▲圖1 兩線制4-20mA隔離配電器典型應用(yòng)圖

1.2 兩線制無源電壓信号輸入型傳感器，經電壓配電器配電後與PLC連接。如圖2、圖3所示，位移、電子尺傳感器正端、負端接16—24VDC電壓。

▲圖2 非隔離兩線無源電壓配電器

▲圖3 隔離型電壓配電器

如圖4、圖5所示，應力片、稱重電橋傳感器正端、負端接16—24VDC電壓。

▲圖4 隔離型電壓信号轉換放大(dà)

▲圖5 隔離型電橋電壓配電器

1.3 兩線制傳感器輸出4-20mA電流環路經隔離器隔離後與PLC連接。如圖6所示，壓力、流量傳感器正端接9—32VDC,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(yòng)圖

1.4 兩線制傳感器輸出4-20mA電流經隔離調理(lǐ)匹配（解決輸入輸出間沖突）後與PLC連接。如圖7所示，溫度、轉速傳感器正端接12—24VDC,負端輸出4-20mA電流。

▲圖7 兩線制4-20mA信号與PLC匹配隔離調理(lǐ)典型應用(yòng)圖

2、四線制電流/電壓(輸入/輸出)型傳感器(有自己的(de)供電電源24VDC，輸入/輸出:4-20mA或0-5V)。

2.1 四線制電流輸出型傳感器經模拟信号隔離放大(dà)後與PLC連接。

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 四線制傳感器信号I/I隔離放大(dà)後與PLC連接典型應用(yòng)圖

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 四線制傳感器信号I/V轉換後與PLC連接典型應用(yòng)圖

2.2 四線制電壓輸出型傳感器經模拟信号隔離放大(dà)後與PLC連接。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。

▲圖10 四線制傳感器信号V/I轉換後與PLC連接典型應用(yòng)圖

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 四線制傳感器信号V/V隔離後與PLC連接典型應用(yòng)圖