[发明专利]数字量输入接口装置、包括其的可编程控制器及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于可编程控制器（PLC）的数字量输入接口装置和方法、以及包括数字量输入接口装置的可编程控制器。具体地，涉及一种能够节省功率的用于PLC的数字量输入接口装置和方法、以及包括数字量输入接口装置的可编程控制器。

背景技术

图1是现有技术中用于PLC的数字量输入接口装置的电路图。其中图1示出了PLC的直流输入类型的数字量输入接口。在图1中仅图示了两个输入通道作为示例，实际使用中，可以存在多个输入通道。以图1的上部所示的输入通道为例，该数字量输入接口装置100包括：输入限流电阻器R68，连接到外部传感器（未示出）的输出端，接收输入信号；与输入限流电阻器R68串联连接的取样电阻器R72；光耦U17，光耦U17的连接内部发光二级管的两个输入端U17-5、U17-6分别与取样电阻器R72的两端并联；上拉电阻器R140，上拉电阻器R140的一端连接到光耦U17的输出端U17-12，上拉电阻器R140的另一端连接到电源VDD，光耦U17的另一个输出端U17-11连接数字地GND。其中各个输入通道中的光耦U17的相应的一个输出端一起连接到输入公共端Input_com。

此外数字量输入接口装置100还可以包括并联于取样电阻器R72两端的电容器C56、以及并联于光耦U17的两个输出端的电容器C117，用于滤除干扰。

通过图1中的数字量输入接口装置100，外部传感器的输出信号经由输入限流电阻器R68和取样电阻器R72的分压后施加在光耦U17的两个输入端U17-5、U17-6上，使得光耦U17的内部发光二级管外部传感器的输出信号的大小发光或不发光，从而进一步使得光耦U17的输出端U17-12为高电平信号或低电平信号。这样数字量输入接口装置100就将外部传感器的输出信号转变为数字信号，输入到PLC内部进行处理，并用于控制。

考虑到PLC的输入性能，数字量输入接口装置100的最大输入电压通常为30V。如果输入限流电阻器R68的电阻值为3.3K，则在最大输入电压30V的情况下，输入限流电阻器R68要耗费大约0.237W的功率。如果在一个PLC中存在24路这样的输入通道，则由于输入限流电阻器引起的功耗大约为24×0.237=5.688W。而这样大的功耗会导致如下的问题：

1、PLC内部被加热、升温，所升高的温度将减少PLC内部其他元器件的使用寿命，并降低可靠性；

2、输入限流电阻器变得很烫，有记录表明输入限流电阻器上的温度可达100℃，输入限流电阻器的可靠性由于高温而降低；

3、输入限流电阻器的功耗，浪费了大量的功率。

因此，需要一种能够节省功率提高效率的、用于可编程控制器的数字量输入接口装置和方法。

发明内容

本发明的目的是提供用于可编程控制器的数字量输入接口装置和方法、以及包含该数字量输入接口装置的可编程控制器，其能够节省功率、提高效率、和延长使用寿命。

根据本发明的一方面，提供一种用于可编程控制器PLC的数字量输入接口装置，包括：输入限流电阻器，连接到外部传感器的输出端，接收输入信号；与输入限流电阻器串联连接的取样电阻器；光耦，光耦的第一和第二输入端分别与取样电阻器的两端并联；上拉电阻器，上拉电阻器的一端连接到光耦的第一输出端，上拉电阻器的另一端连接到电源，其中，光耦的另一个输出端连接数字地；以及光电开关，光电开关的一个输出端与取样电阻器的一端一起连接到光耦的第二输出端，光电开关的另一个输出端连接到PLC的输入公共端，光电开关的输入端接收一输入使能信号，在输入使能信号的控制下，光电开关相应地导通和截止。

其中所述数字量输入接口装置还包括并联于取样电阻器两端的电容器、以及并联于光耦的两个输出端的电容器，用于滤除干扰。

其中所述数字量输入接口装置接收直流输入或交流输入的输入信号。