I/O模块

I/O 模块可分为离散、模拟和特殊模块等多种类型,这些模块都可以安装在带有多个插槽的导轨或者机架上,每个模块插人其中一个插槽。导轨或者机架具有不同规格，插槽数分为4、8、12 不等。1

基本概念一般情况下，电源模块插在第一插槽内,编号为0,PLC插在第二插槽内，各种类型的输入输出模块插在其余插槽内。I/O模块导轨的背面安装带有连接器的印制电路板，可以将插入I/O模块的各插槽连接起来,插槽的上下边可以使插入的模块排成一条直线。带有I/O模块和处理器的导轨被称为本地I/O导轨;带有I/O模块、电源、远程I/O通信卡并且安装在远离本地I/O导轨的导轨被称为远程I/O导轨。远程I/O导轨的数目取决于不同处理器能够控制变量的数目。远程I/O导轨与处理器之间的通信可以采用多种方式实现,具体包括同轴电缆、双轴电缆、屏蔽双绞线等，如果距离较远而需要考虑抑制噪声干扰问题可以采用光纤通信。

并行I/O模块并行I/O模块承担了与外部系统进行信息和数据交互的重要责任,可以用于扩展外围器件,者直接动键盘、LED等简单外部设备。

通常来说,51单片机有4个8位的并行I/O口,分别为P0、PI、P2、P3四组,其中PO和P2既可以用作普通I/O端口也可以当成数据地址端口,P3则在作为普通I/O端口的同时还具有其他(第二)功能,只有PI仅仪用作普通I/O口。图所示是51单片机的外部引脚结构示意图。

并行I/O端口的PO~P3都支持位寻址操作,均有一定的电流駆动能力,可以驱动一些外部设备,但是由于PO是开漏输出的结构,所以用作普通I/O引脚的时候需要外加上拉电阻。2

FLEX数字量I/O模块FLEX数字量I/O模块按其功能可以分为带保护输出型、带电子保险型、带自诊断型和隔离型。

(1)带保护输出型:具有电子保护,能够在短路、过载或过热情况下切断输出,在输出故障排除时自动恢复。没有故障状态信息提供给处理器,模块型号末尾为P。

(2)带电子保险型:能够在故障发生时断开输出,通过操作按钮、软件或输入重新通电复位“保险”。故障状态信息提供给处理器,模块型号末尾为EP。

(3)带自诊断型:能够检测、指示并报告给处理器如下故障:现场输入或输出设备开路或接线开路;现场设备输出短路;输入或输出接线短路;用户电源接线反极性。模块型号末尾为D。

(4)隔离型:内部I/O通道间相互隔离,模块型号末尾为1。3

PLC模拟量I/O模块在工业控制中,某些输入量是连续变化的模拟量(如压力、温度、流量、转速等),同时某些执行装置要求使用模拟量信号进行控制(如电动调节阀、伺服电机、变频器等),而PLC的处理器只能处理数字量。为了使PLC能够处理模拟量,必须实现模拟量( Analog)和数字量( Digita)之间的AD转换及DA转换。通过AD模块将检测装置输入的电压、电流模拟量转换为数字量传送给PLC。4

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李航 - 副教授 - 西南大学