本文基于部分具備集成功能的高速輸出以西門子200 plc驅(qū)動(dòng)第三方伺服為例

西門子plc晶體管型高速輸出大多屬于“源型”類型，除少量的PLC，如224xp si(6ES7 214-2AS23-0XB0)的輸出具備是漏型輸出外，另外，224xp(6ES7 214-2BD23-0XB0)輸出還支持5V或24V的電源電壓使用(Q0.0/Q0.1/Q0.2/Q0.3/Q0.4)。

224xp si輸入、輸出連接圖

對(duì)應(yīng)源型輸出類型的解釋：(以PLC這側(cè)為判斷依據(jù))

當(dāng)輸出端子的電流方向是PLC向外部輸出的(自PLC向外輸出電流的)，西門子判斷為源型輸出模式，當(dāng)輸出端子的電流方向是向PLC內(nèi)部輸入的，西門子判斷為漏型輸出模式，這個(gè)與其它第三方PLC的輸出類型解釋有所區(qū)別。

論壇上經(jīng)常看到有類似問題的提問，因之前是學(xué)電子設(shè)計(jì)的，總感覺這些不是什么問題，應(yīng)該可以通過增加轉(zhuǎn)換板，改變接線的方式(變更硬件連接)可以解決。(考慮的思路方向是否能夠構(gòu)成回路的依據(jù)，僅僅是考慮PLC與第三方伺服驅(qū)動(dòng)器的回路問題)。當(dāng)然這個(gè)轉(zhuǎn)換板西門子也沒有相應(yīng)的配件提供，給用戶的使用會(huì)帶來一些不便(目前市場(chǎng)上的轉(zhuǎn)換板由于是第三方或者用戶自制的，品質(zhì)無法確保)，但類似的問題也有駁于西門子選型的理論，西門子的選型理論應(yīng)該是提前統(tǒng)籌好各外部輸入、輸出;和特殊器件的連接及數(shù)量。但實(shí)際應(yīng)用中仍然有部分用戶由于沒有做足前期的準(zhǔn)備工作，當(dāng)進(jìn)入到安裝、調(diào)試時(shí)就面臨了連接的問題。

以下以一款三菱MR-J3-_A系列交流伺服驅(qū)動(dòng)器與西門子200高速輸出端子的連接來說明一些問題和連接的可能性討論。

圖示：三菱MR-J3-_A系列伺服速度控制模式連接

假設(shè)，以伺服啟動(dòng)回路電流經(jīng)過途徑來描述回路路徑：

DC24V(DICOM)電源連接至端子號(hào)20#，由內(nèi)部光電耦合組成回路連接至端子15#伺服啟動(dòng)端子。當(dāng)外部PLC提供與15#連接端子低電位時(shí)，電流方向以24V電源開始，自內(nèi)部回路到伺服啟動(dòng)控制端子15#，在由外部觸點(diǎn)構(gòu)成至電源負(fù)(DOCOM)端子的一個(gè)閉環(huán)回路。

如果與西門子200PLC直接連接顯然無法進(jìn)行，見圖示224XP高速輸入、輸出

以Q0.0為例說明西門子200PLC的高速輸出特征，當(dāng)有輸出高速脈沖時(shí)，Q0.0端子為高電平，而三菱伺服驅(qū)動(dòng)器端子需要的是低電平。假設(shè)，伺服驅(qū)動(dòng)器控制僅僅需要的是一個(gè)端子那問題就變得相對(duì)簡(jiǎn)單的多了。我們可以把三菱伺服驅(qū)動(dòng)器的15#端子經(jīng)外部觸點(diǎn)連接到1L ，M與三菱伺服驅(qū)動(dòng)器的DOCOM連接構(gòu)成閉合回路，但實(shí)際伺服驅(qū)動(dòng)器連接需要多個(gè)端子的組合連接才能實(shí)現(xiàn)的控制。當(dāng)然如果有一方能夠?qū)崿F(xiàn)輸入、輸出極性轉(zhuǎn)換選擇問題也可以得到解決，但事實(shí)上雙方均沒有這個(gè)選項(xiàng)，一般需要通過外部轉(zhuǎn)換板進(jìn)行間接連接。

轉(zhuǎn)換板圖示：

轉(zhuǎn)換板工作原理：

當(dāng)PLC輸出脈沖高電平時(shí)，轉(zhuǎn)換板2SC9018基極得到一個(gè)高電平，驅(qū)動(dòng)該晶體管導(dǎo)通(開關(guān)工作機(jī)制)，使連接到伺服驅(qū)動(dòng)器的端子由高電平變?yōu)榈碗娖?0.2~0.3V)，使伺服驅(qū)動(dòng)器端子為有效電平，從而得到正常的回路工作機(jī)制。

選擇轉(zhuǎn)換板元件的依據(jù)是：

1)作開關(guān)工作機(jī)制晶體管的工作頻率，大于高速脈沖輸出頻率(>100KHZ)

2)作開關(guān)工作機(jī)制晶體管的工作電壓、電流大于高速脈沖輸出時(shí)的工作電壓24V及以上，電流大于100mA及以上

3)所使用的電阻器功率在1/2W以上

轉(zhuǎn)換板的參考點(diǎn)分別連接到PLC的M和伺服驅(qū)動(dòng)器的DOCOM端子。

如果不增加轉(zhuǎn)換板是否能夠通過改動(dòng)端子結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)“直接”連接?回答應(yīng)該是可以的，如，只要將200PLC的1L 組的公共端子拆分開后分別連接到各Q0.*，或者改動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)器的20的公共性端子得以解決。但這樣的改動(dòng)的理論依據(jù)必須是熟悉基本的電子基礎(chǔ)，有相應(yīng)的動(dòng)手能力，顯然改動(dòng)PLC或驅(qū)動(dòng)器的硬件，在實(shí)際應(yīng)用中不能夠得到大多數(shù)人的認(rèn)可，且改動(dòng)后PLC或驅(qū)動(dòng)器的通用性也是一個(gè)問題。

建議：西門子200smart信號(hào)板是否能夠提供具有高速輸出功能且是漏型的模板。

以上問題討論僅僅是一種理論范疇為依據(jù)的思路。

關(guān)于高速輸出的特性要求：

集成的PLC做高速脈沖輸出時(shí)，往往有這么一段文字大家不一定會(huì)關(guān)注，意思是：為輸出電流確保在開關(guān)狀態(tài)，必須保證工作的電流值在一定范圍。

這個(gè)得從晶體管的特性曲線說起，晶體管具有3個(gè)工作區(qū)域，即截止區(qū)、放大區(qū)、開關(guān)狀態(tài)工作區(qū)。當(dāng)晶體管工作在放大區(qū)時(shí)，集電極輸出的波形有可能不符合高速脈沖所需要接收到的曲線特性，確保集電極的工作電流實(shí)際上是確保所發(fā)出的高速脈沖曲線容易給驅(qū)動(dòng)器所接收到或者是認(rèn)可的，在電子學(xué)上同樣被認(rèn)同為輸出曲線的坡度有足夠的陡，才能具備晶體管快速相應(yīng)工作機(jī)制。解決的方法是增加高速輸出端子的負(fù)載，一般是回路并聯(lián)外置電阻器進(jìn)行。

伺服電機(jī)信號(hào)轉(zhuǎn)換板采用2N5551三極管，參數(shù)：