西门子S120连接电缆6SL3060-4AF30-0AA0

数字量输入模块用于连接外部的机械触点和数字式，例如光电开关和接近开关等。数字量输入模块将来自现场的外部数字量信号的电平转换为内部的信号电平。输入电流一般为数毫安。

图1是直流输入模块的内部电路和外部接线图，图中只画出了一路输入电路，m或n是同一输入组内各内部输入电路的公共点。当图1中的外部电路接通时，光耦合器中的发光( led)点亮，光敏饱和导通；外部电路断开时，光耦合器中的led熄灭，光敏三管截止，信号经背板总线接口传送给cpu模块。

交流输入模块的额定输入电压为ac 120 v或230 v。图2的电路用隔离输入信号中的直流成分，用电阻限流，交流成分经桥式整流电路转换为直流电流。外部电路接通时，光耦合器中的发光二管和显示用的发光二管点亮，光敏三管饱和导通。外部电路断开时，光耦合器中的发光二管熄灭，光敏三管截止，信号经背板总线接口传送给cpu模块。

图1数字量输入模块电路

图2数字量输入模块电路

直流输入电路的延迟时间较短，可以直接与接近开关、光电开关等电子输入装置连接，dc 24 v是一种电压。如果信号线不是很长，plc所处的物理环境较好，应考虑选用dc 24 v的输入模块。交流输入方式适合在有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。

数字量输入模块可以直接连接两线式bero接近开关，后者的输出信号为0状态时，其输出电流（空载电流）不为0。在选型时应保证两线式bero的空载电流小于输入模块允许的静态电流，否则将会产生错误的输入信号。

根据输入电流的流向，可以将输入电路分为源输入电路和漏输入电路。漏输入电路（见图1）的输入回路电流从模块的信号输入端流进来，从模块内部输入电路的公共点m流出去。pnp集电开路输出的传感器应接到漏输入的数字量输入模块。

在源输入电路的输入回路中，电流从模块的信号输入端流出去，从模块内部输入电路的公共点m流进来。npn集电开路输出的传感器应接到源输入的数字量输入模块。

数字量模块的输入/输出电缆的大长度为1000 m（屏蔽电缆）或600 m（非屏蔽电缆）

尽管是在控制系统基础上产生的，其基本结构又与微型计算机大致相同，但是其工作过程却与二者有较大差异。plc的工作特点是采用循环扫描方式，理解和掌握plc的循环扫描工作方式对于学习plc是十分重要的。

plc一个循环扫描工作过程主要包括cpu自检、通信处理、读取输入、执行程序和刷新输出5个阶段，如图所示。整个过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。

图plc的循环扫描工作过程

(1) cpu自检阶段

cpu自检阶段包括cpu自诊断测试和复位监视定时器。

在自诊断测试阶段，cpu检测plc各模块的状态，若出现异常立即进行诊断和处理，同时给出故障信号，点亮cpu面板上的led指示灯。当出现致命错误时，cpu被强制为stop方式，停止执行程序。cpu的自诊断测试将有助于及时发现或提前预报系统的故障，提高系统的性。

监视定时器又称定时器wdt(watch dog timer)，它是cpu内部的一个硬件时钟，是为了监视plc的每次扫描时间而设置的。cpu运行前设定好规定的扫描时间，每个扫描周期都要监视扫描时间是否过规定值。这样可以避免由于plc在执行程序的过程中进入死循环，或者由于plc执行非预定的程序造成系统故障，从而导致系统瘫痪。如果程序运行正常，则在每次扫描周期的内部处理阶段对wdt进行复位（清零）。如果程序运行失常进入死循环，则wdt得不到按时清零而触发时溢出，cpu将给出报警信号或停止工作。采用wdt技术也是提高系统性的一个有效措施。

(2)通信处理阶段

在通信处理阶段，cpu检查有无通信任务，如果有则调用相应进程，完成与其他设备（例如，带微处理器的智能模块、远程i/o接口、编程器、装置等）的通信处理，并对通信数据做相应处理。

(3)读取输入

在读取输入阶段，plc扫描所有输入端子，并将各输入端的“通”/“断”状态存入相对应的输入映像寄存器中，刷新输入映像寄存器的值。此后，输入映像寄存器与外界隔离，无论外设输人情况如何变化，输入映像寄存器的内容也不会改变。输入端状态的变化只能在下一个循环扫描周期的读取输入阶段才被拾取。这样可以保证在一个循环扫描周期内使用相同的输入信号状态。因此，要注意输入信号的宽度要大于一个扫描周期，否则很可能造成信号的丢失。

(4)执行程序阶段

可编程控制器的用户程序由若干条指令组成，指令在存储器中按顺序排列。当plc处于运行模式执行程序时，cpu对用户程序按顺序进行扫描。如果程序用梯形图表示，则按先上后下、从左至右的顺序逐条执行程序指令。每扫描到一条指令，所需要的输入信号的状态均从输入映像寄存器中读取，而不是直接使用现场输入端子的“通”/“断”状态。在执行用户程序过程中，根据指令做相应的运算或处理，每一次运算的结果不是直接送到输出端子立即驱动外部负载，而是将先写入输出映像寄存器中。输出映像寄存器中的值可以被后面的读指令所使用。

(5)刷新输出阶段

执行完用户程序后，进入刷新输出阶段。可编程控制器将输出映像寄存器中的“通”/“断”状态送到输出锁存器中，通过输出端子驱动用户输出设备或负载，实现控制功能。输出锁存器的值一直保持到下次刷新输出。

在刷新输出阶段结束后，cpu进入下一个循环扫描周期。