数字量的输入输出控制方式

YC1008数字量输入输出模块使用说明书V1.0目录一．模块介绍二．技术参数三．模块的型号四．模块尺寸、模块引脚定义、隔离特性五．模块使用说明六．通讯协议七．模块的MODBUS-RTU协议功能码与数据对应表版本记录：V1.0 2011-11-20 版本创建一．模块介绍YC1008数字量输入输出模块广泛应用于工业控制系统，具有广泛的使用意义。

YC1008模块的主要特点如下：1. YC1008系列模块通过隔离变压器和隔离光耦实现了供电电路、数字量输入、数字量输出、通讯电路的相互隔离，模块具有很强的稳定性和抗干扰能力。

2.单电源供电，隔离在模块内部通过隔离变压器和隔离光耦实现，隔离电压2500V。

3. YC1008系列模块实现8路数字量的输入和8路数字量的输出功能。

4. 通讯接口为RS485或232，通讯波特率等参数可配置，通讯协议为MODBUS-RTU。

二．技术参数供电电源1. 供电电压：DC12V或DC24V，电源反接保护。

2. 电流消耗：<35mA+继电器功耗。

数字量输入1. 共有8个数字量输入通道，可以接收多种输入信号：无源开关信号(逻辑0表示断开，逻辑1表示闭合)；输入信号可以接集电极开漏(OC)输出信号、接近开关信号；输入信号也可以是有源信号(逻辑0表示3~35V，逻辑1表示0~0.5V表示闭合)。

2. 内部采用隔离变压器和隔离光耦实现了输入信号和电源的隔离，隔离电压2500V。

数字量输出1.8路数字量输出信号。

2.数字量输出通过继电器(常开触点)或集电极开漏输出(OC)两种方式实现。

3.该模块配有两种继电器输出：1) 继电器触点负载容量10A/277V AC；2) 继电器触点负载容量30A/240V AC。

4.继电器输出部分采用大电流铺铜设计，有利于大电流正常通过继电器。

5. 继电器触点负载容量30A/240V AC的相应端子选用管脚间距更大的端子，有利于提高高电压应用的安全性。

综合技术参数1. 通讯接口：RS485或RS232，通讯接口采用防雷和抗干扰设计，通讯接口光电隔离，隔离3000VDC。

目录一. 概述 (2)二. 硬件模块介绍 (3)1.1CPU模块 (3)1.2电源模块 (4)1.3FM211 (5)1.4 CM202 (6)1.5 RS204 (6)1.6 AIO288 (7)1.7DIO248/280 (11)1.8 PTAI216 (13)1.8CNT204 (16)1.10 FS211/N (17)1.11 DI232 (18)1.12 DIO216 (20)三. 控制器的启动 (22)2.1 启动参数 (22)2.2 启动步骤 (24)四. SolutionCenter编程环境介绍 (31)4.1 Device Manager (31)Bachmann 控制器使用说明书一. 概述巴赫曼控制器是一个来自奥地利的工业自动化控制设备，被称为风机专用控制器。

它运行基于Vxworks的实时操作系统，支持多任务，具有强大的内存管理、界面编程等功能。

巴赫曼公司提供的SolutionCenter软件，是支持巴赫曼控制器的编译环境。

通过此软件可以使用C/C++编程并且生成可执行文件下载到控制器运行；或者是查看控制器的配置信息、以及控制器内运行的程序信息等；还可通过自带的java编译环境，编写与控制器关联的界面程序。

二. 硬件模块介绍1.1CPU模块指示灯：RUN灯亮时（绿色）：控制器在Run模式下运行良好INT灯亮时（黄色）：系统正在初始化ERR灯亮时（红色）：控制器重启/运行错误INT和ERR等同时亮时（黄色，红色）：系统运行在test模式下拨码：MPC240有两个拨码盘，下面的是高位，上面的是低位。

高位的拨码盘决定控制器运行模式，当高位拨码盘打到0~D之间，控制器运行在RUN模式；当高位拨码盘打到E，控制器运行在TEST模式；当高位拨码盘打到E，控制器运行在PROG模式。

三种模式区别：PROG模式：用来对控制器中PC卡进行编程，此时从flash0启动。

（一般不使用）TEST模式：用来对控制器进行调试，一般用来修改控制器IP和启动路径。

PLC常用的输入输出元件输入（Input）模块和（Output）模块简称为I/O模块，它们是PLC系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场设备和CPU模块的桥梁。

CPU模块集成了输入电路和输出电路。

而无论是输入模块采集信号还是输出模块输出信号，都需要一些外部元件设备的帮忙，这次我们来就简单的介绍一下PLC常用的输入输出元件。

➢按钮按钮是主令元件，只能发信号给PLC，当PLC接收到按钮的电压变化，即0到1或者是1到0或通、断信号后，根据PLC中的逻辑控制程，计算控制结果，然后输出到阀，或电机，或继电器，使设备工作。

一般按钮按到PLC的输入点后，电压到时，会通过光藕合管发信号映像到PLC的输入区。

➢选择开关选择开关是把分接选择器和切换开关的功能结合在一起，能承载、通断电流的一种开关装置。

有2段、3段和组合开关。

万能开关及凸轮转换器这些都是选择开关。

常用的就是转换开关。

具体实现什么功能，主要根据程序和电路来决定。

主要就是各种设备的操作功能的转换➢拨码开关拨码开关（也叫DIP开关，拨动开关，超频开关，地址开关，拨拉开关，数码开关，指拨开关）是一款用来操作控制的地址开关，采用的是0/1的二进制编码原理。

通俗的说也就是一款能用手拨动的微型的开关，所以也通常叫指拨开关的也很多。

数字电路通常用 BCD 码表示十进制，用高、低电平表示二进制的 1 、0 ，拨码开关内部的机械触点把对应的十进制数转换成 8421码（BCD 码的一种），用来输入数据。

如定时器的定时时间、信号发生器的频率、计数器的脉冲数量等参数。

➢限位开关限位开关又称行程开关，可以安装在相对静止的物体（如固定架、门框等，简称静物）上或者运动的物体（如行车、门等，简称动物）上。

当动物接近静物时，开关的连杆驱动开关的接点引起闭合的接点分断或者断开的接点闭合。

由开关接点开、合状态的改变去控制电路和电机。

限位开关的应用方面很多，很多电器里面都有它的身影。

它主要是起连锁保护的作用。

微机控制技术第⼆章第⼆章: 过程输⼊通道与接⼝输⼊输出接⼝技术——研究微处理器和外部设备之间信息交换的技术。

外界的各种数据和信息通过输⼊设备送到微处理器，⽽微处理器将计算结果或控制信号输出外部设备，以便显⽰、打印或实现各种控制。

外部设备品种很多，有机械式的、机电式的或电⼦式的等，其原理也多种多样，各不相同。

它们在与微机系统交换信息时，往往存在着速度不匹配、数据类型不⼀样等问题，为了解决这些问题，必须设计⼀套介于主机和外部设备之间的控制逻辑部件，这就是所谓输⼊输出接⼝或简称接⼝。

I／O通道（过程通道）：是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道。

⼀、接⼝、通道及其功能(⼀)I／O接⼝电路I／O接⼝电路也简称接⼝电路。

它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件(电路)。

或是主机和外围设备之间的信息交换的桥梁。

(⼆)I／O通道I／O通道(过程通道):是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道。

给计算机提供被控对象的各种物理参数的通道称为信号的输⼊通路。

传输计算机控制命令作⽤于被控对象的通道称为信号的输出通路。

反映(或作⽤于)⽣产过程⼯况的信号既有模拟量，也有数字量(或开关量),可是计算机识别数字信号。

所以输⼊和输出通路的主要功能就是实现模拟量与数字量之间的信号变换。

本章学习⽬的:解决微型计算机和外部的连接问题，使计算机和外部构成⼀个整体，能正确、可靠、⾼效率的交换信息，这是设计⼀个微机控制系统必须解决的基本问题。

⼆、I／O信号的种类外部设备与CPU之间交换信息，如图2—1所⽰，通常有三类信息。

(1)数据信息图2—1在微型机中，数据通常为8位或16位，它可以分为以下三种：1)数字量: 由键盘、光电输⼊机、卡⽚机等读⼊的信息⼀般是以⼆进制形式表⽰的数或以ASCII码表⽰的数或字符。

2)模拟量: 当微处理器⽤于实时控制时，⼤量的现场信息经过传感器把⾮电量转换成的电量以及执⾏机构所能接受的控制量。

3)开关量: 这些变量只有开和关两个状态，通常⽤⼀位⼆进制数来表⽰。

第二章输入输出接口与过程通道在计算机控制系统中，为了实现对生产过程的控制，要将对象的被控参数及运行状态，按要求的方式送人计算机处理，再将结果以数字量的形式输出，并将数字量变换为适合生产过程控制的量，因此在计算机接口和生产过程之间，必须设置信息的传递和变换装置，这个装置就称之为过程输入输出通道，也叫I／O通道。

2.1 过程输入输出通道概述2.1.1 过程输入输出通道的类型及功能根据过程信息的性质及传递方向，过程输入输出通道可分为模拟量输人通道、模拟量输出通道、数字量(开关量)输入通道、数字量(开关量)输出通道等几种类型。

生产过程的被调参数(如温度、压力、流量、速度、位移等)，一般是随时间连续变化的模拟量，通过检测元件和变送器转换为对应的模拟电压和电流。

由于计算机只识别数字量，故模拟电信号必须通过模拟量输入通道转化为数字量后，才能送人计算机。

对于生产现场的状态量(如开关、电平高低、脉冲量等)也不能为计算机直接接受，因此数字量(开关量)输入通道将状态信号转变为数字量送入计算机。

计算机控制生产现场的控制通道也有两种，即模拟量输出通道和数字量输出通道。

计算机输出的控制信号以数字形式给出，若执行元件要求提供模拟电压或电流，则采用模拟量输出通道将数字量转换为模拟电压或电流，若执行元件要求数字量(开关量)，则应采用数字量输出通道，将计算机输出的数字量经处理和放大后输出。

由此可见，过程输人输出通道是计算机和工业生产过程相互交换信息的桥梁。

2.1.2 过程输入输出通道与CPU交换的信息类型过程输入输出通道与CPU交换的信息类型有三种：(1)数据信息反映生产现场的参数及状态的信息，它包括数字量、开关量和模拟量。

(2)状态信息又叫应答信息、握手信息，它反映过程通道的状态，如准备就绪信号等。

(3)控制信号用来控制过程通道的启动和停止等信息，如三态门的打开和关闭、触发器的启动等。

接口电路含这三类信息交换的端口。

2.1.3 过程通道的编址方式由于计算机控制系统一般都有多个过程输人输出通道，因此需对每一个过程输入输出通道安排地址。

S7-1200数字量输入输出接线图详解和特别说明
数字量信号模块SM 1221 数字量输入
①对于漏型输入将“-”连接到“M”（如图示）；对于源型输入将“+”连接到“M”
SM 1222 数字量输出
SM1222 DQ 8 继电器切换模块使用公共端子控制两个电路：一个常闭触点和一个常开触点。

例如输出"0"，当输出点断开时，公共端子(0L) 与常闭触点(.0X) 相连并与常开触点(.0) 断开。

当输出点接通时，公共端子(0L) 与常闭触点(.0X) 断开并与常开触点(.0) 相连。

SM 1223 数字量输入/输出
①对于漏型输入将负载连接到“-”端（如图示）；对于源型输入将负载连接到“+”端SM 1223 也有交流电压输入、继电器输出的模块，如下所示：
SM 1223 DI 8 x 120/230 V AC，DQ 8 x 继电器(6ES7 223-1QH32-0XB0)
通过信号板(SB, Signal Board) 可以给CPU 增加I/O。

提供所有SIMATIC S7-1200 控制器的低成本有效扩展，同时保持原有空间, SB 连接在CPU 的前端。

SB 1221 200KHZ数字量输入接线
①仅支持源型输入
SB 1222 200KHZ数字量输出接线
①对于源型输出将负载连接到“-”端（如图示）；对于漏型输出将负载连接到“+”端SB 1223 200KHZ数字量输入/输出接线
①仅支持源型输入
②对于源型输出将负载连接到“-”端（如图示）；对于漏型输出将负载连接到“+”端SB 1223 数字量输入/输出接线
①仅支持漏型输入
源型/漏型输入接线说明
支持源型输入的信号板：。

《计算机控制技术》（机械工业出版社范立南、李雪飞）习题参考答案第1章1．填空题(1) 闭环控制系统，开环控制系统(2) 实时数据采集，实时决策控制，实时控制输出(3) 计算机，生产过程(4) 模拟量输入通道，数字量输入通道，模拟量输出通道，数字量输出通道(5) 系统软件，应用软件2．选择题(1) A (2) B (3) C (4) A (5) B3．简答题(1) 将闭环自动控制系统中的模拟控制器和和比较环节用计算机来代替，再加上A/D转换器、D/A转换器等器件，就构成了计算机控制系统，其基本框图如图所示。

计算机控制系统由计算机（通常称为工业控制机）和生产过程两大部分组成。

工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分。

生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。

(2)操作指导控制系统：其优点是控制过程简单，且安全可靠。

适用于控制规律不是很清楚的系统，或用于试验新的数学模型和调试新的控制程序等。

其缺点是它是开环控制结构，需要人工操作，速度不能太快，控制的回路也不能太多，不能充分发挥计算机的作用。

直接数字控制系统：设计灵活方便，经济可靠。

能有效地实现较复杂的控制，如串级控制、自适应控制等。

监督计算机控制系统：它不仅可以进行给定值的控制，还可以进行顺序控制、最优控制、自适应控制等。

其中SCC+模拟调节器的控制系统，特别适合老企业的技术改造，既用上了原有的模拟调节器，又可以实现最佳给定值控制。

SCC+DDC的控制系统，更接近于生产实际，系统简单，使用灵活，但是其缺点是数学模型的建立比较困难。

集散控制系统：又称分布式控制系统，具有通用性强、系统组态灵活，控制功能完善、数据处理方便，显示操作集中，调试方便，运行安全可靠，提高生产自动化水平和管理水平，提高劳动生产率等优点。

缺点是系统比较复杂。

计算机集成制造系统：既能完成直接面向过程的控制和优化任务，还能完成整个生产过程的综合管理、指挥调度和经营管理的任务。

机电一体化复习题一、是非判断1、机电产品结构方案设计时遵循传动链最短原则的好处是使传动精度高，而传动性能稳定性降低。

（）2、莫尔条纹具有使栅距的节距误差平均化的特点。

（）3、滚珠丝杠传动的特点是传动效率高、运动具有可逆性、传动精度高、磨损小，使用寿命长、不能自锁。

（）4、采用光电耦合器可以将前向通道、后向通道以及其他相关部分切断与电路的联系，从而有效地防止干扰信号进入微机。

（）5、动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的方式称为行扫描。

（）6、分辨率是D/A转换器对输入量变化敏感程度的描述，与输入数字量的位数有关。

8位数的分辨率为1/256，10位数的分辨率为1/1024。

（）7、在机电产品中若有检测元件，则该产品的控制系统一定是闭环的。

（）8、无源滤波器常采用LC谐振电路或RC网络作为滤波器件。

（）9、机电产品转动惯量大可使机械负载变大，灵敏度下降，但是不影响机械系统的响应速度。

10、执行机构运动循环图可以表明各机构间的配合协调关系。

（）11、机电产品结构设计是从：定量到定性，具体到抽象，粗略到精细的过程结构设计满足的目标：保证功能、提高性能、降低成本。

（）12、双频激光干涉仪是同一激光器发出的光分成幅值不同的两束光产生干涉。

得到的是按幅值变化的交流调频信号，信噪比高，可实现高分辨率测量（）。

13、滚珠丝杠传动中，当丝杠改变转动方向时，间隙会使运动产生空程，从而影响机构的传动精度。

（）14、采用光电耦合器可以将前向通道、后向通道以及其他相关部分切断与电路的联系，从而有效地防止干扰信号进入微机。

（）15、键码识别就是判断闭合键的代码，通常有2种方法，一种是静态检测法——称为编码键盘；另一种是动态检测法——成为非编码键盘。

（）16、选用D/A芯片时位数愈多精度愈高，其转换的时间愈长。

17、在机电产品中若有检测元件，则该产品的控制系统不一定是闭环的。

（）18、在微机检测系统的输入通道中，采样/保持（S/H）电路可有可无。