开关量输入电路的制作方法
开关量输入╱输出电路
开关量输入/输出电路一、开关量的隔离与抗干扰1、开关量的隔离（1）隔离的作用隔离的主要作用是：使低压输入电路与大功率的电源隔离；外部现场器件与传输线同数字电路隔离，以免计算机受损；限制地回路电流与地线的错接而带来的干扰；多个输入电路之间的隔离。
（2）开关量的隔离方法常用的开关量的隔离方法主要有以下方式。
○1光电隔离。
（图3－28 光电耦合器原理接线图）○2继电器隔离。
（图3－29 采用继电器隔离的开关原理接线图）○3继电器和光电耦合器双重隔离。
2、抗干扰软件抗干扰措施主要是适当增加延时，以躲开触点抖动的影响。
二、开关量的采集、检测与变位识别1、开关量的采集方式（图3—30 中断申请电路图）当开关状态发生变化时，由于Q端仍保持原状态，D、Q异或的结果使输出由低电平跳变为高电平，通过非门变成低电平向CPU申请一次中断。
当CPU 响应中断以后，发出INTA信号使触发器触发。
D、Q状态趋于一致，异或门输出又成为低电平。
2、开关动作的检测把3次采样的开关量用A、B、C三个布尔数来表示，从中任取出两个进分“与”运算，如果其中有两个或两个以上为“1”，则运算结果必定有一个为“1”；反之，若有两个或两个以上为“0”，则运算结果必定全为“0”。
另外，再根据“或”运算的规则，在N个数中只要有一个是“1”，则运算结果必定是“1”；只有当N个数全为“0”时，结果才为“0”。
可以把三取二表决的算法用以下逻辑算式来处理（A·B）＋（B·C）＋（C·A）（3－15）3、开关变位的识别开关量的状态通常用一位二进制数来表示，例如用“1”代表闭合，用“0”代表断开。
变电所的开关量数目很多，为了简化分析，下面只对用一个字节的二进制数表示的8个开关状态进行分析，但所得到的结论具有普遍的意义。
○1现状○＋原状，若有变位则该位为1；若无变位，则该位为0。
○2（现状○＋原状）∧原状，若为1，则该位由1→0。
○3（现状○＋原状）∧现状，若为1，则该位由0→1。
开关量信号
开关量信号1. 什么是开关量信号开关量信号（Digital Signal）指的是只存在两个状态的信号，即开（HIGH）和关（LOW）两种状态。
这种信号通常用于控制电子设备的开关，如电灯、电视等。
开关量信号可以是离散的或连续的，但在控制系统中，我们通常将其看作离散的。
2. 开关量信号的特点开关量信号具有以下特点：•二进制表示：开关量信号只有两个状态，通常用0和1表示，即开是1，关是0。
•离散性：开关量信号的取值只有两个固定的状态，没有中间状态。
•稳定性：开关量信号的状态在设定之后会保持稳定，直到下一次改变状态。
•可逆性：开关量信号的状态可以通过控制操作来改变，如按下一个按钮可以将灯的开关状态从关变为开。
3. 开关量信号的应用开关量信号在现代控制系统中广泛应用。
以下是开关量信号的一些常见应用场景：3.1 自动化控制在自动化控制系统中，开关量信号被用于控制各个部件的开关状态。
例如，一个自动化工厂的生产线中的机械臂，可以通过开关量信号控制它的运行和停止。
另外，电梯的上行和下行信号也是开关量信号的典型应用。
3.2 家居智能化随着智能家居技术的发展，开关量信号被广泛用于控制家居设备的开关状态。
例如，智能家居系统可以通过开关量信号控制灯光、窗帘、空调等设备的开关。
通过智能设备与开关量信号的结合，用户可以通过手机APP或语音控制设备的开关状态。
3.3 安全报警开关量信号也被用于安全报警系统中。
例如，门窗磁感应器可以通过开关量信号来监测门窗是否被打开，一旦进入报警状态，系统将发出警报通知用户。
同时，火灾报警系统中的烟雾探测器也可以通过开关量信号来判断烟雾浓度是否超过预定阈值，从而触发报警。
4. 开关量信号的电路实现开关量信号的电路实现主要有以下几种常见方法：4.1 开关最简单的开关量信号电路实现方法就是使用物理开关。
开关可以是机械开关或电子开关，通过控制开关的开合状态，来改变信号的状态。
这种方法简单可靠，但需要人工操作。
开关量输入电路原理
开关量输入电路原理
开关量输入电路原理是指使用开关来控制电路的开闭状态的一种电路设计方案。
开关量输入电路通常由一个开关、电源和负载组成。
在闭合状态下，开关连接到电源，从而产生一定的电压或电流信号，被称为“高电平”或“高逻辑位”。
相反，在断开状态下，开关断开电路连接，电压或电流信号为零，被称为“低电平”或“低逻辑位”。
开关量输入电路的设计原理是通过检测开关的状态来确定电路的工作方式。
当开关处于闭合状态时，电流或电压信号能够流经电路，从而使负载工作。
而当开关处于断开状态时，电流或电压信号无法流经电路，导致负载停止工作。
开关量输入电路的应用广泛，常见于各种电子设备中，如电子开关、遥控器等。
它们可以通过简单地控制开关的状态来实现电路的切换，从而实现不同的功能和操作。
另外，开关量输入电路还可以与其他电路相结合，形成更复杂的电路系统。
例如，可以通过开关量输入电路来触发其他电路的开关行为，实现自动控制或触发器的功能。
总的来说，开关量输入电路原理通过开关的开闭状态来控制电路的工作状态，实现电路的开关和切换功能，具有简单、可靠、灵活等特点，在电子设备和自动控制系统中得到广泛应用。
光耦式开关量输入电路的设计
光耦式开关量输入电路的设计
1 光耦式开关量输入电路的概述
设计光耦式开关量输入电路，是一个数字电路中常见的任务。
该
电路可以实现外界信号的输入，从而进行信息处理。
光耦式开关量输
入电路的核心部分是光耦，可以将外界的光信号转换为电信号。
在设
计电路时，需要考虑到光耦的相关参数，以及电路的稳定性、鲁棒性
等方面，确保电路的性能优良、可靠稳定。
2 光耦的选取
在设计光耦式开关量输入电路时，需要选取合适的光耦。
光耦的
关键参数有两个：当输入光照度在一定范围内时，输出电流的比例关系，也就是电流转换比例；以及输出电流的最大值。
除此之外，需要
注意的还有光耦的响应速度、寿命、稳定性等方面。
选择合适的光耦，是保证电路能顺利工作的前提。
3 整体电路的设计
在光耦的基础上，需要进一步设计整体电路。
在整体电路的设计中，需要考虑到电路的稳定性和鲁棒性。
可以采用稳压电源，确保电
路的稳定工作。
考虑到防止杂散光、电磁噪声等干扰信号的输入，需
要采用屏蔽、隔离等措施，保证输入信号的准确性。
同时，为了提高
电路的鲁棒性，需要考虑到电路的容错能力，防止电路由于输入信号
的不稳定性或者其他故障原因而出现错误或损坏。
4 结语
光耦式开关量输入电路的设计是数字电路设计中的重要一部分，具有广泛应用范围。
设计时需要选取合适的光耦，考虑到电路的稳定性和鲁棒性，确保电路的工作性能。
通过优秀的设计和电路实现，可以实现高精度、高速度、高可靠性的数据输入，为后续的数据处理、控制等操作提供确定可靠的信息来源。
plc开关量的输入输出接线方式
PLC开关量输入／输出单元的接线方式核心提示：1．输入接线方式按PLC的输入单元与用户设备接线方式的形式可分为汇点式输入接线和分隔式输入接线两种基本形式，如图1.12所示。
汇点式输入接线是指输入回路有一1．输入接线方式按PLC的输入单元与用户设备接线方式的形式可分为汇点式输入接线和分隔式输入接线两种基本形式，如图1.12所示。
汇点式输入接线是指输入回路有一个公共端（汇集端）COM，它可以是全部输入点为一组，并共用一个公共端和一个电源，如图1.12 (a)所示的直流输入单元，其直流电源由P LC内部提供。
汇点式输入接线方式也可以采用将全部输入点分为Ⅳ组，每组有一个公共端和一个单独的电源，如图1.12 (b)所示。
汇点式输入接线方式可以用于直流，也可以用于交流输入单元，交流输入单元的电源由用户提供。
分隔式输入接线方式如图1.12 (c)所示，它是将每个输入点单独用各自的电源接入输入单元，在输入端没有公共的汇点，每个输入器件是隔离的。
2．输出接线方式根据输出单元与外部用户输出设备的接线形式不同，输出接线方式可分为汇点式输出和分隔式输出两种基本形式，如图1.12 (d)所示。
可以把全部输出点汇集成一组共用一个公共端COM和一个电源；也可以将所有的输出点分成Ⅳ组，每组有一个公共端COM和一个单独的电源。
这两种形式的电源均由用户提供，可根据实际负载确定选用直流或交流电源。
图1.12 输入／输出接线3．开关量输入单元的接线方式说明PLC的输入端用于连接按钮开关及各类传感器。
这些器件的功率消耗都很小，一般可以采用PLC内部电源为其供电，也可以由外部设备供电。
图1.13所示为FX系列PLC的输入／输出端开关量信号的接线示意图，PLC开关量输入端的接线说明如下所述。
(1)图中·表示空端子，勿接线。
(2)如图1.13 (a)所示，PLC输入端的XO～X3采用汇点式接线方式。
(3)图1.13 (b)中的XO和X1接入传感器信号，其中XO端的传感器采用PLC内部的24VDC工作电源供电，XI端的传感器采用外部电源为其供电。
开关量信号输入通道
开关量信号输入通道图1是开关量输入通道的典型构造，具体接口电路应综合考虑实际信号、选用的计算机等开展设计。
图1 开关量输入通道的典型构造几种常用的预处理方法：(1) 信号转换处理从工业现场获取的开关量或数字量，在逻辑上表现为逻辑“1”或逻辑“0”，信号形式则可能是电压、电流信号或开关的通断，其幅值范围也往往不符合数字电路的电平范围要求，因此必须开展转换处理。
图2是电压或电流开关量输入的转换电路，分压电阻R1和R2的阻值应根据输入信号是电压还是电流信号以及信号的幅值选取。
图3是开关触点信号输入电路，它把开关的通断转换为0或+5V信号。
图2 电压或电流输入电路图3 开关触点输入电路(2) 安全保护措施在设计一个计算机控制系统时，必须针对可能出现的输入过电压、瞬间尖峰或极性接反的情况，预先采取安全保护措施，图4给出了一些常用的保护电路。
图4 输入保护电路(3) 消除机械抖动影响操作按钮、继电器触点、行程开关等机械装置在接通或断开时均要产生机械抖动，表达在计算机的输入上就是输入信号在逻辑0和1之间多次振荡，如不适当处理就会导致计算机的错误控制。
图5是常用的R-S触发器消除开关抖动的电路，它可以消除开关的抖动信号。
图5 RS触发器消除开关抖动的电路(4) 滤波处理由于长线传输、电路内部干扰影响，使得输入信号带有噪声信号，这有可能导致误读信号而出错。
图6给出一种用RC滤波电路去除接口噪声的方法，它同样可以消除开关的抖动信号。
图6 RC滤波电路(5) 隔离处理从工业现场获取的开关量或数字量的信号电平往往高于计算机系统的逻辑电平，即使输入开关量电压本身不高，也有可能从现场引入意外的高压信号，因此必须采取电隔离措施，以保障计算机系统的安全。
常用的隔离措施是采用光电耦合器件实现的。
图7给出了两种开关量光电耦合输入电路，它们除了实现电气隔离之外，还具有电平转换功能。
图7 开关量光电耦合输入电路(6) 光电耦合器件原理与使用光电耦合器件是一种常用且非常有效的电隔离手段，由于它价格低廉、可靠性好，被广泛地用于现场设备与计算机系统之间的隔离保护。
第三节开关量输入输出电路
第三节 开关量输入输出电路
微机继电保护装置在运行时， 微机经常需要接收或发送一些以开
关量形式出现的控制信号。 在接收这些开关量信号时， 微机不能直接 接收， 而是必须经过专用的开关量输入电路转换成微机接口元件可接
收的电平信号之后， 才允许进入微机； 而在微机发送出这类开关量信 号时， 这种数字信号也不能直接去驱动相关的执行元件， 而是将这种
输出的数字信号经过专用的开关量输出电路转换成模拟电压信号后， 才能驱动相应的执行元件，完成微机发出的继电保护命令。
一！一 ９
太原理工大学硕士学位论（
第二 章
一．开 输入，路 ‘ 关最 １ １ ．
１ ．输入开关最
Ｉ微机输入的开关吊即触点状态的输入信 号 ｝ ｄ 通常司分为内部开
关鼠和外部开 关鼠两类
０ 内部汗关吊： 少 反映安装在微机继电保护装置内部的触奴状态的开
关量， 称为内部开关量。 对十这一类的触点状态包括起动继电器
触点的状态，例如，当线路发生故障时，起动继电器动作，Ｓ触 ｝
作状态。
对于从微机继电保护装置外部引入的开关量触点状态， 如果也按
上述方式引入， 将给微机带来干扰信号， 因此应采用光电祸合隔离技
术将开关量回路 与 微机并行接口回路隔离后， 再将开关量信号接入微
机并行接口上。
一！ ９一
太原理工戈学硕士学位论文
第二 章
一 开关最 输出Ｉ路 Ｌ ！
在微机继电保护装置中， 山微机发出的汗关量形式的数字信 号上 要是保护跳闸及具它控制信 号， 这类数字信 甘一般是经过专川开关最 输出电路将数字信 号转换成模拟电压信 号后 刁 去驭动相应的执行 能
开关量的输入(共4张PPT)
光电耦合器
2、 变电站开关量的输入电路 开关量输入分为安装在装置面板上的接点（如装置键盘
当S1闭合，光敏三极管 导通；
当S1断开，光敏三极 管截止。
微机并行口PA0通过 软件查询电平的高 低，从而获知外部 接点的状态。
开关量输入电路原理图
（a）装置内接点输入电路 （b）装置外接点输入电路
谢谢欣赏！
1、开关量的接输点入）：将及测外控部对象经的端状子态信排号引引入入微装机置系的统，接简点称。开开入。关量输入主要有断路器、隔离开关的辅助
（（触触 触2当（触触触 当接当（当2触 触（1接（（ 开（触、 、 、aa点点点Sa点点点S点SaS点点a点aa关a点） ） ） ） ） ） ））开1111、 、、 、 、 、） 、、 ） 量 、变变闭闭断闭装装装装装关装装 装装装 装装装装 及装 装及输装电电合合开合置置置置置量置置 置置置 置置置置 外置 置外入置站 站， ， ， ，内内内内内的内内 内压压 压压压压 部压 压部主压触开开光光光光接接接接接输接接 接板板 板板板板 经板 板经要板关关敏敏敏敏点点点点点点入点点 点位位 位位位位 端位 位端有位量量三三三三、输输输输输：输输 输置置 置置置置 子置 置子断置的的极极极极入入入入入将入入 入装、、 、、、、 排、 、排路、输输管管管管电 电 电 电 电 测 电 电电有有有有有有引有有引器有置入入导导截导路路路路路控路路 路载载 载载载载 入载 载入、载电电通通止通压对（（（（（（（ （调调 调调调调 装调 调装隔调路路；；。；板象bbbbbbbb压压 压压压压 置压 压置离压））））））） ）的位分分 分分分分 的分 分的开分装装装装装装装 装开开状接接 接接接接 接接 接接关接置置置置置置置置 置关关态头头 头头头头 点头 头点的头、外外外外外外外 外量量信位位 位位位位 。位 位。辅位接接接接接接接 接有输输号置置 置置置置 置 置助置点点点点点点点 点入入引载、、 、、、、 、 、、输输输输输输输 输分分入继继 继继继继 继 继继调入入入入入入入入为 为微电电 电电电电 电 电电压电电电电电电电 电安安机器器 器器器器 器 器器路路路路路路路 路分装装系接接 接接接接 接 接接在在统接点点 点点点点 点 点点装装，等等 等等等等 等 等等头置置简。。 。。。。 。 。。位面面称置板板开上上入、的的。继接接电点点器（（如如接装装点置置等键键。盘盘
开关量信号的输入输出
§4.2 开关量信号的输出
一、开关量信号输出的通 道结构 4、注意： P1口可直接输出（锁存 器和地址译码电路可省 略）最多8个开关量信号。 P0口经锁存电路隔离可 接多组8个开关量输出。 当驱动小负载时，输出 驱动电路可省略。
§4.2 开关量信号的输出
二、开关量输出接口的简单设计 1、P1口开关量的输出 练习：通过P1口直接控制8个LED发光二 极管，画出硬件电路图，并写出控制发光 二极管点亮的指令。
§4.2 开关量信号的输出
一、开关量信号输出的通道 结构 3、各部分作用 锁存器：当开关量信号从 P0口输出时，锁存器起到ห้องสมุดไป่ตู้隔离数据总线的作用。常 用锁存器如74LS373、 74LS273、74LS377等 地址译码控制：锁存器的 锁存地址控制 输出驱动电路：提高输出 开关量信号的输出功率。
三、开关量输出的功率接口电路设计
2、中功率达林顿管驱动接 口电路 在驱动功率较大的继电 器和电磁开关等控制对 象，要求提供50~500 mA的电流时，可使 用MC1413 （ULN2003）、 MC1416（ULN2004） 等达林顿管集成电路。
三、开关量输出的功率接口电路设计
2、中功率达林顿管驱动接口 电路 若图中继电器需要100mA 吸合电流，则（V+—0.3） /（r+R2）=I=100，其中r 是继电器的线圈内阻，当已 知V+时，可求R2 取 MC1413的放大倍数 β=100，P1.0输出电流 =100mA/β=1mA， 1*R1+0.7+0.7+100*R2 =5, 可求R1
§4.2 开关量信号的输出
三、开关量输出的功率接口电路设计 1、小功率驱动接口：
PLC开关量输入接口电路
PLC开关量输入接口电路
外部元器件通过PLC输入端与PLC连接需要与PLC内部电路构成闭合有源回路，根据PLC是否提供内部电源开关量输入接口接线如下。
（1）无缘触点输入
有些PLC在其输入接口内部提供24V的直流电，外部输入只需将PLC COM 端和相应的输入端接通即可构成有源闭合回路，如图1所示。
图1 无源触点输入
（2）有缘触点输入
如果PLC内部不提供电源，则输入元器件必须外接电源，才能构成有源闭合回路，如图2所示为有源触点输入。
图2 有源触点输入
总结：所谓的开关量输入，就是将开关状态输入PLC内，从外部看，就是PLC输入端子和COM端通过通过电源闭合（断开）形成（断开）回路。
（3）开关性传感器接入PLC
在自动控制系统中通常会用到许多接近开关/行程开关扥开关型传感器，这类传感器有的对外只提供一个普通的开关型节点，大部分是NPN（或PNP）型晶体管输出。
这类传感器接入PLC如图2所示。
（a）无源输出型传感器接入PLC
（b）直流2线制型传感器接入PLC
（c） NPN集电极开路型传感器接入PLC
（d） NPN电压输出型传感器接入PLC 图2 有源触点输入开关型传感器接入PLC。
开关量输入电路工作原理
开关量输入电路工作原理
开关量输入电路是一种电路，用于接收开关信号作为输入，并
将其转换为数字信号或者用于控制其他电路或设备。
这种电路的工
作原理可以从几个方面来解释。
首先，当开关处于打开状态时，电路中的电流可以流通，导致
电路中的电压发生变化。
这个变化可以被接收电路检测到，并被转
换为数字信号。
这样，开关的状态就可以被准确地传达到其他电路
或设备中。
其次，开关量输入电路通常会使用数字逻辑门或触发器来处理
开关信号。
当开关打开或关闭时，逻辑门或触发器会相应地改变其
输出状态，从而实现对其他电路或设备的控制。
这种方式可以实现
电路的自动化控制，提高系统的可靠性和稳定性。
另外，开关量输入电路还可以通过使用电阻、电容或电感等元
件来实现滤波和去抖动的功能，以确保开关信号的稳定性和可靠性。
这些元件可以帮助电路在受到干扰或者开关在打开和关闭过程中产
生的抖动时，保持稳定的工作状态。
总的来说，开关量输入电路的工作原理是利用开关信号的变化
来控制电路的状态或者输出数字信号，通过逻辑门、触发器和滤波
器等元件来实现对开关信号的处理和控制。
这种电路在自动化控制
系统中有着广泛的应用，能够实现对设备和系统的精确控制和监测。
一种通用开关量信号采集电路及该电路故障判断方法与流程
一种通用开关量信号采集电路及该电路故障判断方法与流程摘要：一、引言二、通用开关量信号采集电路概述1.电路组成2.工作原理三、故障判断方法与流程1.故障判断方法a.外观检查b.信号分析c.功能测试2.故障判断流程a.电源故障检查b.信号输入故障检查c.信号处理故障检查d.输出故障检查四、故障处理与预防措施1.电源故障处理与预防2.信号输入故障处理与预防3.信号处理故障处理与预防4.输出故障处理与预防五、结论正文：一、引言随着现代自动化技术的不断发展，通用开关量信号采集电路在各种自动化设备和系统中得到了广泛应用。
然而，在使用过程中，电路故障难以避免。
为了提高电路的稳定性和可靠性，降低故障发生率，本文详细介绍了通用开关量信号采集电路及该电路故障判断方法与流程。
二、通用开关量信号采集电路概述1.电路组成通用开关量信号采集电路主要由电源、信号输入、信号处理和输出四部分组成。
电源部分为电路提供稳定的工作电压；信号输入部分负责将外部开关信号转换为电信号；信号处理部分对输入信号进行处理，如放大、滤波等；输出部分将处理后的信号转换为驱动执行器的信号。
2.工作原理通用开关量信号采集电路的工作原理如下：当外部开关状态发生变化时，信号输入部分将变化转换为电信号，然后经过信号处理部分进行处理。
处理后的信号被传输到输出部分，转换为执行器可识别的信号，从而实现对执行器的控制。
三、故障判断方法与流程1.故障判断方法（1）外观检查：检查电路板表面是否有破损、短路、接触不良等现象。
（2）信号分析：通过对信号进行分析，判断是否存在异常信号，如噪声、失真等。
（3）功能测试：对电路进行功能测试，检查各部分是否正常工作。
2.故障判断流程（1）电源故障检查：检查电源电压、电流是否正常，是否存在电压不稳、电源线老化等问题。
（2）信号输入故障检查：检查信号输入端口是否正常，是否存在接触不良、信号干扰等问题。
（3）信号处理故障检查：检查信号处理部分元器件是否损坏、线路是否正常。
开关量输入模块KL1xxx的连线设计
开关量输入模块KL1xxx 的连线设计
1．两通道端子KL1xx2的连线
两通道端子电气线路一般如下图1所示。
第一排接线孔为输入信号端，第二排接线孔为I/O电源正（DC）或火线（AC）。
第三排接线孔为I/O电源负（DC）或零线（AC）。
第四排接线孔为屏蔽线接大地。
图1
接线方式：分两线制；三线制和四线制连接方式。
取决传感器是否需要供电或单一直连。
单一直连采用两线制连接，分正向切换连接（对第二排）和负向切换连接（对第
三排）决定于传感器和所选端子型号（参见选型样本）。
连接示意图见下图2：
图2 两通道输入端子连线示意图
2．四通道端子KL1xx4的连线
四通道端子电气线路一般如图3所示。
第一排接线孔为输入信号端，第二排接线
孔为I/O电源正（DC）或火线（AC）。
第三排接线孔为I/O电源负（DC）或零线（AC）。
第四排接线孔为输入信号端。
图3
接线方式：分两线制；三线制连接方式。
取决传感器是否需要供电或单一直连。
单一直连采用两线制连接，分正向切换连接（对第二排）和负向切换连接（对第三排）决
定于传感器和所选端子型号（参见选型样本）。
连接示意图见下图4:
图4四通道输入端子连线示意图
3．八通道端子KL1xx8的连线
八通道端子电气线路一般如图5所示。
四排接线孔皆为输入信号端。
接线方式：只能两线制，正向切换连接。
可从其它带有I/O电源正（DC）或火线（AC）的端子排引出公共电源线接到传感器一端，另一端接回各信号通道端。
图5。
开关量输入
开关量输入学院：物理与电子工程学院班级：11.4 学号：1109040433 姓名：陈刘佩摘要：在计算机控制系统中，计算机是信息处理的核心，它不断地从外部获取关于被控对象或过程的状态信息，按照某种策略加工、处理，再向外发出控制信息，从而达到调节、控制的目的。
而我们为了获取系统的运行状态或设定信息，则经常需要进行开关量信号的输入。
关键词：开关量、光耦合器KEY WORDS: switching value、optical coupler一、引言：“开”和“关”是电器最基本、最典型的功能。
开关量，指控制继电器的接通或者断开所对应的值，即“1”和“0”。
开关量是指非连续性信号的采集和输出，包括遥信采集和遥控输出。
开关量主要指开入量和开出量，开关量输入是PLC与现场的以开关量为输出形式的检测元件的连接通道，它把反映生产过程的有关信号转换成CPU单元所能接收的数字信号。
二、开关量1、开关量：该物理量只有两种状态，如开关的导通和断开的状态，继电器的闭合和打开，电磁阀的通和断，等等。
2、开关和开关量信号的区别:开关是一种有两个可选择的、有固定位置的装置，主要用于向单片机输入电平信号。
开关量信号就是通过拨动开关的位置，使单片机得到的一个固定不变的电平信号。
在智能仪器中用于向单片机输入控制命令或数据，开关信号可以通过机械式开关、电子式开关、温度开关等方式产生。
3、开关量信号的特点:只有开和关、通和断、高电平和低电平两种状态的信号叫开关量信号，在智能仪器的电子电路中，通常用二进制数0和1来表示。
4、开关量信号的作用:开关量输入、输出部分是智能仪器与外部设备的联系部件，智能仪器通过接受来自外部设备的开关量输入号和向外部设备发送开关量信号，实现对外部设备状态的检测、识别和对外部执行元器件的驱动和控制。
5、常见电子开关:常见电子开关有：扳键开关、BCD码拔盘开关、磁性开关、光敏器件开关（光电开关、光纤开关等）、温度超限开关等。
两种最常用的PLC输入输出方式：开关量和模拟量
两种最常用的PCL输入输出方式：开关量和模拟量开关量和模拟量是大家学习PLC初期使用最多的两种输入输出方式。
什么是开关量？什么是模拟量？这个问题必须弄清楚。
图1是一个典型能输出开关量信号的器件。
压力高时C和B两个触点闭合接通，输出压力高信号，压力低时C和A两个触点闭合接通输出压力低信号。
有了这样的信号就实现把就地的压力信号，远传到远处的电气控制柜去参与自动远程控制了，其中C和B是一个开关量，C和A也是一个开关量。
所以一个开关触点就是一个开关量，它的特性是同一时刻要么接通要么断开。
接通就是1，代表有有信号，断开就是0，代表没有信号。
这就是所谓的开关量信号。
压力表虽然能把压力信号传到远处，但它传输的只是有无压力这样的信号，无法知道实时压力值到底是多少。
图2中的器件叫压力变送器。
压力变送器的内部就是一块电路板，电路板连接着一个压力传感器F。
它的工作原理是压力传感器F把检测到的压力传到电路板的C，检测信号进入电路板后，通过电路板的转换与计算，把这个压力信号转换成一个电流信号由A和B这两个点输出。
图中右边就是转换过程的示意图，它可以把一个0-10kpa的压力信号转换成一个4-20mA的电流信号，由A和B这两个点输出。
这时我们就说A和B这两个点输出的就是一个模拟量信号。
模拟量信号的特点是它的值是在一个数值范围内是连续可变的。
下面看一下模拟量信号是如何进行远距传输的。
我们管道上安装一块量程为0-10kpa的压力变送器，电源正极接压力变送器的B点，负极串联一块万用表到压力变送器的A点，并将万用表打到电流档。
当压力变送器C点的压力是5kpa时，万用表的的电流读数是12mA。
正好是4-20mA的电流信号的中间值，而5kpa也正好是0-10kpa压力值的中间值。
当压力变送器C点的压力是10kpa时，万用表的的电流读数正好是20mA。
这样0-10kpa压力值就对应了4-20mA的电流信号值，我们只要在远方通过一个接受设备把这个4-20mA的电流信号值提取出来，再通过一定的计算，就能知道就地的压力值是多少了。
开关量输入╱输出电路
开关量输入/输出电路一、开关量的隔离与抗干扰1、开关量的隔离（1）隔离的作用隔离的主要作用是：使低压输入电路与大功率的电源隔离；外部现场器件与传输线同数字电路隔离，以免计算机受损；限制地回路电流与地线的错接而带来的干扰；多个输入电路之间的隔离。
（2）开关量的隔离方法常用的开关量的隔离方法主要有以下方式。
○1光电隔离。
（图3－28 光电耦合器原理接线图）○2继电器隔离。
（图3－29 采用继电器隔离的开关原理接线图）○3继电器和光电耦合器双重隔离。
2、抗干扰软件抗干扰措施主要是适当增加延时，以躲开触点抖动的影响。
二、开关量的采集、检测与变位识别1、开关量的采集方式（图3—30 中断申请电路图）当开关状态发生变化时，由于Q端仍保持原状态，D、Q异或的结果使输出由低电平跳变为高电平，通过非门变成低电平向CPU申请一次中断。
当CPU 响应中断以后，发出INTA信号使触发器触发。
D、Q状态趋于一致，异或门输出又成为低电平。
2、开关动作的检测把3次采样的开关量用A、B、C三个布尔数来表示，从中任取出两个进分“与”运算，如果其中有两个或两个以上为“1”，则运算结果必定有一个为“1”；反之，若有两个或两个以上为“0”，则运算结果必定全为“0”。
另外，再根据“或”运算的规则，在N个数中只要有一个是“1”，则运算结果必定是“1”；只有当N个数全为“0”时，结果才为“0”。
可以把三取二表决的算法用以下逻辑算式来处理（A·B）＋（B·C）＋（C·A）（3－15）3、开关变位的识别开关量的状态通常用一位二进制数来表示，例如用“1”代表闭合，用“0”代表断开。
变电所的开关量数目很多，为了简化分析，下面只对用一个字节的二进制数表示的8个开关状态进行分析，但所得到的结论具有普遍的意义。
○1现状○＋原状，若有变位则该位为1；若无变位，则该位为0。
○2（现状○＋原状）∧原状，若为1，则该位由1→0。
○3（现状○＋原状）∧现状，若为1，则该位由0→1。
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本技术新型涉及一种开关量输入电路，属于低压电气技术领域，包括外部开关量电源S1、外部开关接口K1、整流桥电路、滤波电路、限流电路、防反向保护电路、光耦隔离电路、开关量输出接口，所述外部开关量电源、所述外部开关接口、所述整流桥电路、所述滤波电路、所述限流电路、所述防反向保护电路、所述光耦隔离电路、所述开关量输出接口依次连接，该电路硬件电路结构简单，工作有效可靠，提高了开关量输入电路的抗电磁干扰能力，有利于开关量输入电路的长期稳定运行。
技术要求
1.一种开关量输入电路，包括外部开关量电源S1、外部开关接口K1、整流桥电路、滤波
电路、限流电路、防反向保护电路、光耦隔离电路、开关量输出接口，所述外部开关量
电源S1、所述外部开关接口、所述整流桥电路、所述滤波电路、所述限流电路、所述防
反向保护电路、所述光耦隔离电路、所述开关量输出接口依次连接。
2.根据权利要求1所述的一种开关量输入电路，其特征在于：所述外部开关量电源S1的一端与所述外部开关接口K1的一端相连，另一端与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第3端子相连，所述外部开关接口K1的另一端与所述整流桥电路第一电阻R1的一端相连。
3.根据权利要求2所述的一种开关量输入电路，其特征在于：所述整流桥电路第一电阻R1的另一端与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第1端子相连。
4.根据权利要求3所述的一种开关量输入电路，其特征在于：所述滤波电路的第一电容C1和第二电阻R2并联在所述整流桥电路第一整流桥UR1的第4端子和第2端子之间，其中第
一电容C1的正极与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第4端子相连，第一电容C1的负极与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第2端子相连，所述防反向保护电路的第一二极管D1并联在所述整流桥电路第一整流桥UR1的第4端子和第2端子之间，其中第一二极管D1的负
极与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第4端子相连，第一二极管D1的正极与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第2端子相连。
5.根据权利要求4所述的一种开关量输入电路，其特征在于：所述光耦隔离电路包括第一光电耦合器T1、第三电阻R3、第二电容C2、电源VCC和数字地DGND，第一光电耦合器T1的第1端子与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第4端子相连，第一光电耦合器T1的第3端子与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第2端子相连，第一光电耦合器T1的第6端子、第三电阻R3的一端、第二电容C2的正极相连，并作为所述开关量输出接口，第三电阻R3的另一端与电源VCC相连，第一光电耦合器T1的第4端子与第二电容C2的负极共同接数字地DGND。
技术说明书
一种开关量输入电路
技术领域
本技术新型涉及一种开关量输入电路，属于低压电气技术领域。
背景技术
目前，智能电网是电力系统的发展方向，电力监控系统是电力系统数字化和信息化的产物，是智能电网的重要组成部分。
随着电力系统自动化、智能化程度的不断提高，电力监控系统中各种装置的数字化、智能化趋势日益明显，需要实时检测断路器、接触器、负荷开关等位置信号或高温、瓦斯、故障告警等非电量信号的工作状态，对这些工作状态的检测可以通过开关量输入电路来实现。
目前，传统的开关量输入电路抗电磁干扰能力较弱，工作可靠性较低，不利于开关量输入电路的长期稳定运行。
技术内容
本技术新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种开关量输入电路。
为实现本技术新型的目的，采用了下述技术方案：一种开关量输入电路，包括外部开关量电源S1、外部开关接口K1、整流桥电路、滤波电路、限流电路、防反向保护电路、光耦隔离电路、开关量输出接口，所述外部开关量电源S1、所述外部开关接口、所述整流桥电路、所述滤波电路、所述限流电路、所述防反向保护电路、所述光耦隔离电路、所述开关量输出接口依次连接。
作为进一步的优选方案，所述外部开关量电源S1的一端与所述外部开关接口K1的一端相连，另一端与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第3端子相连，所述外部开关接口K1的另一端与所述整流桥电路第一电阻R1的一端相连。
作为进一步的优选方案，所述整流桥电路第一电阻R1的另一端与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第1端子相连。
作为进一步的优选方案，所述滤波电路的第一电容C1和第二电阻R2并联在所述整流桥电路第一整流桥UR1的第4端子和第2端子之间，其中第一电容C1的正极与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第4端子相连，第一电容C1的负极与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第2端子相连，所述防反向保护电路的第一二极管D1并联在所述整流桥电路第一整流桥UR1的第4端子和第2端子之间，其中第一二极管D1的负极与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第4端子相连，第一二极管D1的正极与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第2端子相连。
作为进一步的优选方案，所述光耦隔离电路包括第一光电耦合器T1、第三电阻R3、第二电容C2、电源VCC和数字地DGND，第一光电耦合器T1的第1端子与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第4端子相连，第一光电耦合器T1的第3端子与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第2端子相连，第一光电耦合器T1的第6端子、第三电阻R3的一端、第二电容C2的正极相连，并作为所述开关量输出接口，第三电阻R3的另一端与电源VCC相连，第一光电耦合器T1的第4端子与第二电容C2的负极共同接数字地DGND。
本技术新型的积极有益技术效果在于：硬件电路结构简单，工作有效可靠，提高了开关量输入电路的抗电磁干扰能力，有利于开关量输入电路的长期稳定运行。
附图说明
图1是开关量输入电路的结构示意图；
图2是开关量输入电路的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对实用新型作进一步说明，本技术新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
如图1所示，一种开关量输入电路，包括外部开关量电源S1、外部开关接口K1、整流桥电路、滤波电路、限流电路、防反向保护电路、光耦隔离电路、开关量输出接口，所述外部开关量电源S1、所述外部开关接口K1、所述整流桥电路、所述滤波电路、所述限流电路、所述防反向保护电路、所述光耦隔离电路、所述开关量输出接口依次连接。
图2为所述一种开关量输入电路的电路原理图，所述外部开关量电源S1的一端与所述外部开关接口K1的一端相连，另一端与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第3端子相连。
所述外部开关接口K1的一端与所述外部开关量电源S1的一端相连，另一端与所述整流桥电路第一电阻R1的一端相连。
所述整流桥电路第一电阻R1的一端与所述外部开关接口K1的一端相连，另一端与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第1端子相连，所述整流桥电路第一整流桥UR1的第3端子与所述外部开关量电源S1的一端相连。
所述滤波电路的第一电容C1和第二电阻R2并联在所述整流桥电路第一整流桥UR1的第4端子和第2端子之间，其中第一电容C1的正极与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第4端子相连，第一电容C1的负极与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第2端子相连。
所述防反向保护电路的第一二极管D1并联在所述整流桥电路第一整流桥UR1的第4端子和第2端子之间，其中第一二极管D1的负极与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第4端子相连，第一二极管D1的正极与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第2端子相连。
所述光耦隔离电路包括第一光电耦合器T1、第三电阻R3、第二电容C2、电源VCC和数字地DGND，第一光电耦合器T1的第1端子与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第4端子相连，第一光电耦合器T1的第3端子与所述整流桥电路第一整流桥UR1的第2端子相连，第一光电耦合器T1的第6端子、第三电阻R3的一端、第二电容C2的正极相连，并作为所述开关量输出接口，第三电阻R3的另一端与电源VCC相连，第一光电耦合器T1的第4端子与第二电容C2的负极共同接数字地DGND。
所述一种开关量输入电路的工作原理为：当有外部开关量信号输入时，所述的外部开关接口K1闭合，所述的外部开关量电源S1通过所述的整流桥电路构成回路，所述第一整流桥UR1第4端子和第2端子间的电压信号经所述滤波电路进行滤波，经滤波后的电压信号加载在所述第一光电耦合器T1的输入端，所述第一光电耦合器T1导通，电源VCC经第三电阻R3、第一光电耦合器T1的输出端构成回路，开关量输出接口输出为低电平信号，表示有外部开关量信号输入。
当无外部开关量信号输入时，所述的外部开关接口K1打开，所述整流桥电路、所述滤波电路、所述光电耦合电路均不工作，开关量输出接口输出为高电平信号，表示无外部开关量信号输入。
具体到一个应用例上，所述外部开关量电源S1可以为交流220V电压，也可以为直流110V 电压，所述外部开关接口K1可以是断路器、接触器、负荷开关的辅助触点，所述第一电阻R1取值100kΩ，所述第一整流桥UR1中的二极管选用1N4007，所述第一电容C1取值
10μF，所述第二电阻R2取值1.2kΩ，所述第一二极管D1选用1N4007，所述第一电耦合器T1选用TLP181，所述第三电阻R3取值4.7kΩ，所述第二电容C2取值10μF。
以上是对本技术新型的较佳实施进行了具体说明，但本技术新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在本技术新型的基础上所作出的变化、改型、添加或者替换，也属于本技术新型的保护范围。