PLC开关量输入信号隔离电路设计

PLC开关量输入信号只有开、关两种状态，与模拟量相比，其隔离比较简单，通过光耦就可以实现。

下图是我在电路设计中使用的开关量输入信号隔离电路：

上图中，

U6为光耦，

R32为限流电阻，

R31为泄流电阻 ，用于防止在输入断开时，流过U6漏电流，使U6导通，导致PLC误检测为输入闭合。

R33为上拉电阻，与LED灯并联，主要用于输入闭合的指示。

X00_IN连接到PLC的单片机的IO输入口。

开关量信号主要有没有极性的干接点输入、低电压的NPN型输入以及高电压的PNP型输入。

为了同时支持这三种输入，选择了双向光耦U6作为隔离的器件。

SW1用于这三种输入检测时的参考电平

当输入为干接点或者是NPN时，XCOM接到12V-24V的电源输入。当输入为PNP时，拨动 SW1，使得XCOM接到PLC的参考地。当输入断开时，U6不导通，X00_IN输出高电平给单片机。当输入闭合时，U6导通，X00_IN输出低电平给单片机，同时LED灯被点亮。

泄流电阻R31以及限流电流R32的阻值是这个电路的难点，初学者往往因为取值不合理导致PLC在不同工作环境下不能可靠工作。

为了保证输入开关或者按键的使用寿命，

PLC需要在开关或按键闭合时提供》1mA的润湿电流，用于在开关闭合瞬间产生非常微弱的火花，烧蚀触点表面的杂质和氧化层。

在工作环境比较潮湿或者是开关／按键安装在潮湿的位置时，

开关/按键在断开时的触点电阻比较小，我们将这种情况下的触点绝缘电阻称为水电阻，PLC仍然需要能正确判为断开状态。

一般水电阻的值会到几K欧。

综合以上几点考虑，当光耦的导通电压为1.2V-1.6V时，我们将R32的阻值选为3.3K欧，这样即使PLC的电源电压为10V时，也能提供（10-1.6）/3.3=2.5mA的电流。

而且PLC的电源电压为24V时，也能保证开关/按键水电阻》10K欧时，能可靠地判为断开。