输入/输出模块分为数字量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块两大类。

数字量输入/输出模块用来接收和采集现场设备的输入信号，包括按钮、选择开关、行程开关、继电器触点、接近开关、光电开关、数字拨码开关等数字量输入信号，以及用来对各执行机构进行控制的输出信号，包括向接触器、电磁阀、指示灯和开关等输出的数字量输出信号。模拟量输入/输出模块能直接接收和输出模拟量信号。

输入/输出模块通常采用滤波器、光电耦合器或隔离脉冲变压器将来自现场的输入信号或驱动现场设备的输出信号与CPU隔离，以防止外来干扰引起的误动作或故障。

1.数字量I/O模块

基本原理

1）数字量输入模块。

直流输入模块：直流输入模块外接直流电源，电路如图2-9所示。有的输入模块内部提供24V直流电源，称作无源式输入模块，用户只需将开关接在输入端子和公共端子之间即可。

图2-9 直流输入电路

交流输入模块：交流输入模块外接交流电源，电路如图2-10所示。

图2-10 交流输入电路

在如图2-11和图2-12所示的输入电路中，输入端子有一个公共端子COM，即有一个公共汇集点，因此称为汇点式输入方式。除此之外，输入模块还有分组式和分隔式。分组式输入模块的输入端子分为若干组，每组共用一个公共端子和一个电源。分隔式输入模块的输入端子互相隔离，互不影响，各自使用独立的电源。

2）数字量输出模块。

晶体管输出模块：在晶体管输出模块中，输出电路采用晶体管作为开关器件，电路如图2-11所示。晶体管数字量输出模块为无触点输出，使用寿命长，响应速度快。

图2-11 晶体管输出电路

继电器输出模块：在继电器输出模块中，输出电路采用的开关器件是继电器，电路如图2-12所示。继电器输出电路中的负载电源可以根据需要选用直流或交流。继电器的工作寿命有限，触点的电气寿命一般为10～30万次，因此在需要输出点频繁通断的场合（如脉冲输出），应使用晶体管型输出电路模块。另外，继电器线圈得电到触点动作，存在延迟时间，这是造成输出滞后输入的原因之一。

图2-12 继电器输出电路

双向晶闸管输出模块：在双向晶闸管输出模块中，输出电路采用的开关器件是光控双向晶闸管，电路如图2-13所示。

输出模块按照使用公共端子的情况分类，有汇点式、分组式和分隔式三种接线方式。

在一些晶体管I/O模块中，对外接设备的电流方向是有要求的，即有灌电流（Sink）与拉电流（Source）之分。四种不同的输入/输出接线方式如图2-14所示。

2.ControlLoigx的数字量输入/输出模块

ControlLogix提供了种类丰富的数字量输入/输出模块，以适应各种场合的要求。这些数字量I/O模块提供如下的功能：

1）多种电压规格接口；

2）隔离型模块和非隔离型模块；

图2-13 晶闸管输出电路

图2-14 四种直流输入/输出接线方式

a）灌直流输入 b）拉直流输入 c）拉直流输出 d）灌直流输出

3）通道的故障诊断；

4）可选直接连接方式或者框架优化的连接方式；

5）可选支持现场诊断能力的模块。

输入模块的原理如图2-15所示。

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图2-15 输入模块原理

输出模块的原理如图2-16所示。

图2-16 输出模块原理

输入/输出模块的外部视图如图2-17所示。

图2-17 输入/输出模块外部视图

1756系列的I/O模块有可拆缷的端子块，这使得接线极为方便，为了防止误操作，端子块设有引导插口和锁销。模块的前部还有诊断指示灯，可以精确到位级。

若要查看模拟量模块的接线信息，打开RSLogix5000软件，选择如下路径：Help→Con-tents→Wiring Diagrams来查看接线图，如图2-18所示。

3.模拟量I/O模块

模块量I/O模块基本原理：该模块用来接收和采集由电位器、测速发电机和各种变送器等送来的连续变化的模拟量输入信号以及向调节阀、调速装置输出模拟量的输出信号。模拟量输入模块将各种满足IEC标准的直流信号（如4～20mA、1～5V、-10～+10V、0～10V）转换成8位、10位、12位或16位的二进制数字信号送给CPU进行处理，模拟量输出模块将CPU的二进制信号转换成满足IEC标准的直流信号，提供给执行机构。

模拟量输入模块的内部结构如图2-19所示，从图中可知，它的每一路输入端子都有电压输入和电流输入两种，用户可以通过拨码开关、跳线来选择输入方式。

模拟量输入模块主要实现将模拟量输入信号通过A-D转换器转换为二进制数字量的功能。以12位二进制数据为例来说明模拟量输入信号与A-D转换后数据之间的关系，如图2-20所示。

模拟量输出模块的内部结构如图2-21所示。从图中可知，它的每一路输出端子都有电

图2-18 模块接线图

图2-19 模拟量输入模块结构

压输出和电流输出两种，用户可以通过拨码开关、跳线选择输出方式。

如图2-22所示，模拟量输出模块主要通过D-A转换器完成二进制数字量转换为模拟量的功能，并最终将模拟量信号输出到端子上，以12位二进制数据为例来说明数字量输入与模拟量输出之间的转换关系。

图2-20 输入信号与转换数据关系

图2-21 模拟量输出模块的内部结构

图2-22 数字量输入与D-A转换关系

4.ControlLoigx的模拟量I/O模块

ControlLogix的模拟量模块支持以下功能：

1）满载数据报警；

2）工程单位标定；

3）实时通道采样；

4）IEEE32位浮点或者16位整型数据格式。

模拟量信号的输入与输出通过通道来实现。在实际使用时有单端型和差动型两种接法。

打开RSLogix5000软件，选择Help→Contents→Wiring Diagrams来查看接线图，如图2-23所示。

图2-23 模拟量模块的接线