康泰克 | 數(shù)字輸入輸出的基礎知識與術語解說

1. 什么是數(shù)字輸入輸出板？

這是為向計算機增設并行（Parallel）輸入輸出數(shù)字信號的功能而需要用到的接口板。如果使用數(shù)字輸入輸出產(chǎn)品，除了監(jiān)視（讀出）各種控制回路的繼電器、操作開關、測量儀器等的狀態(tài)，進行指示燈、LED、7段顯示器、繼電器的控制輸出外，還可作為與PLC（程序裝置）等控制器進行數(shù)字通信的接口使用。

△ USB單元

△ Ethernet I/O Modules

△ PCI接口板

△ Wireless I/O Modules

△ PCI Express接口板

2. 數(shù)字輸入輸出板的種類與用途

2-1. 光電耦合器隔離輸入輸出型號

Isolation of the I/O circuit and the logic circuit inside the board using a photocouplermodal window

這是用光電耦合器隔離板內(nèi)部的邏輯回路與輸入輸出回路的型號。將信號（信息）轉(zhuǎn)換成光傳遞，可防止操作回路上發(fā)生的電氣干擾的侵入。但是，為了驅(qū)動光電耦合器，需要從外部供給直流電源。用于與數(shù)字開關、顯示器等操作回路為5-48V直流的弱電設備連接。

△ 光電隔離型數(shù)字信號輸入(對應灌電流型輸出信號)產(chǎn)品

△ 光電隔離型數(shù)字信號輸入(對應灌電流型或拉電流型輸出信號)產(chǎn)品

△ 光電隔離型數(shù)字信號輸入(對應拉電流型輸出信號)產(chǎn)品

△ 光電隔離型TTL電平數(shù)字信號輸入(負邏輯)產(chǎn)品

△ 光電隔離型集電極開路數(shù)字信號輸出(灌電流型)產(chǎn)品

△ 光電隔離型數(shù)字信號輸出(拉電流型)產(chǎn)品

△ 光電隔離型TTL電平數(shù)字信號輸出(負邏輯)產(chǎn)品

2-1-1. 高速光電耦合器隔離輸入輸出型號

這是在隔離元件上使用高速光電耦合器，高速傳遞信號的型號。在要求高速輸入輸出時使用。

△ 高速光電隔離型(響應速度5μsec)產(chǎn)品

△ 高速光電隔離型(響應速度1μsec)產(chǎn)品

△ 標準型號的響應速度在 200μsec以內(nèi)。

2-1-2. 電源內(nèi)置光電耦合器隔離輸入輸出型號

內(nèi)部的邏輯回路是指配置隔離的直流電源的型號。由于能夠向光電耦合器的驅(qū)動與操作回路供電，在不能準備電源時方便。

△ 內(nèi)置12VDC電源產(chǎn)品

△ 內(nèi)置5VDC電源產(chǎn)品

2-2. 接點輸出型號

Relay used in output circuitmodal window

這是不隔離板內(nèi)部的邏輯回路與輸入輸出回路，直接連接的型號。與光電耦合器隔離輸入輸出型號相比，能夠高速響應。但是，由于易受電氣干擾的影響，適合噪聲環(huán)境良好、能夠縮短配線距離的場合。在連接小型繼電器、控制器等輸入輸出回路為 5VDC / 3.3VDC、TTL / LVTTL 的設備時使用。

△ 簧片繼電器觸點輸出(a型觸點)產(chǎn)品

△ 半導體繼電器觸點輸出產(chǎn)品

△ 繼電器觸點輸出(c型觸點)產(chǎn)品

△ 功率繼電器觸點輸出(SPDT C觸點方式)產(chǎn)品

2-3. 非隔離輸入輸出型號

Direct connection of the logic circuit inside the board and the I/O circuit without isolationmodal window

這是不隔離板內(nèi)部的邏輯回路與輸入輸出回路，直接連接的型號。與光電耦合器隔離輸入輸出型號相比，能夠高速響應。但是，由于易受電氣干擾的影響，適合噪聲環(huán)境良好、能夠縮短配線距離的場合。在連接小型繼電器、控制器等輸入輸出回路為 5VDC / 3.3VDC、TTL / LVTTL 的設備時使用。

△ 非隔離TTL電平數(shù)字信號輸入(負邏輯)產(chǎn)品

△ 非隔離TTL電平數(shù)字信號輸入(正邏輯)產(chǎn)品

△ 非隔離LVTTL電平數(shù)字信號輸入(正邏輯)產(chǎn)品

△ 非隔離TTL電平集電極開路數(shù)字信號輸出(負邏輯)產(chǎn)品

△ 非隔離TTL電平數(shù)字信號輸出(正邏輯)產(chǎn)品

△ 非隔離LVTTL電平數(shù)字信號輸出(正邏輯)產(chǎn)品

2-3-1. 雙向輸入輸出型號

這是不隔離板內(nèi)部的邏輯回路與i8255 PPI或者同等的雙向輸入輸出回路，直接連接的型號?？赏ㄟ^編程，以8點為單位更改輸入輸出點數(shù)（方向）。在連接輸入輸出回路為TTL(5VDC)或者 LVTTL(3.3VDC)、需要雙向輸入輸出的設備時使用。

△ 雙向24點數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品

△ 雙向32點數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品

△ 雙向48點數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品

△ 雙向96點數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品

△ 雙向128點數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品

3. 輸出回路

根據(jù)用途、電氣特性，將數(shù)字輸入輸出的輸出回路分為以下幾種。

3-1. 晶體管輸出（無源接點輸出）

這是使用半導體元件——晶體管，驅(qū)動、開閉直流負荷的輸出回路。與接點輸出不同，由于沒有實際的接點，也被稱作“無源接點輸出”。

3-1-1. 光電耦合器隔離集電極開路輸出（灌電流型號）

這是輸出晶體管的集電極成為輸出端子，處于開路（Open）狀態(tài)的輸出回路。內(nèi)部邏輯為“ON(短路)：1、OFF(開路)：0”。這是當輸出晶體管“ON（負荷工作）”時，電流從負荷流進輸出端子的灌電流型號。一般用于向12 - 48VDC的弱電設備輸出信號。

△ 光電隔離型集電極開路數(shù)字信號輸出(灌電流型)產(chǎn)品

Output circuit where the output transistor collector becomes the output terminal and the status becomes openmodal window

3-1-2. 光電耦合器隔離輸出（拉電流型號、共陽極型號）

Output circuit where the output transistor emitter becomes the output terminalmodal window

這是輸出晶體管的發(fā)射極成為輸出端子的輸出回路。內(nèi)部邏輯為“ON(短路)：1、OFF(開路)：0”。這是當輸出晶體管“ON（負荷工作）”時，電流從輸出端子流出負荷的拉電流型號。這是因為對抗對地短路的安全性強而在歐洲各國廣泛使用的拉電流型號，用于向12 - 48VDC的弱電設備輸出信號。

△ 光電隔離型數(shù)字信號輸出(拉電流型)產(chǎn)品

3-1-3. 非隔離TTL集電極開路輸出（負邏輯）

Output circuit where the output transistor collector becomes the output terminal and the status is openmodal window

這是輸出晶體管的集電極成為輸出端子，處于開路（Open）狀態(tài)的輸出回路，在輸入回路端連接上拉電阻。內(nèi)部邏輯為“Low(短路)：1、High(開路)：0”的負邏輯。用于向輸入回路為TTL設備、5V直流設備輸出信號。

△ 非隔離TTL電平集電極開路數(shù)字信號輸出(負邏輯)產(chǎn)品

3-1-4. 光電耦合器隔離TTL電平輸出（負邏輯）

Output circuit where the output transistor emitter, isolated by a photocoupler, becomes the output terminalmodal window

這是輸出晶體管的集電極成為輸出端子的輸出回路。內(nèi)部邏輯為“Low：1、High：0”的負邏輯。當輸入回路為TTL設備、5V直流設備，操作回路的配線變長時，或者想隔離時使用

△ 光電隔離型TTL電平數(shù)字信號輸出(負邏輯)產(chǎn)品

3-2. 接點輸出（有源接點輸出）

Output circuit isolated with internal logic circuit using relay contactmodal window

這是使用繼電器接點，與內(nèi)部的邏輯回路隔離的輸出回路。由于利用實際的接點驅(qū)動、開閉符合，也被稱作“有源接點輸出”。由于不限制電流流向，無論DC（直流）負荷還是連接AC（交流）負荷，均可連接。用于向AC（交流）或者超過48VDC的強電設備輸出信號。

△ 簧片繼電器觸點輸出(a型觸點)產(chǎn)品

△ 半導體繼電器觸點輸出產(chǎn)品

△ 繼電器觸點輸出(c型觸點)產(chǎn)品

△ 功率繼電器觸點輸出(SPDT C觸點方式)產(chǎn)品

4. 輸入回路

數(shù)字輸入輸出的輸入回路有以下幾種。

4-1. 直流輸入

這是可與晶體管輸出、操作回路為直流接點輸出的回路連接的輸入回路。

4-1-1. 光電耦合器隔離輸入（支持灌電流輸出型號）

Input circuit with photocoupler cathode side as input terminalmodal window

這是光電耦合器的負極為輸入端子的輸入回路。輸入灌電流型號的晶體管輸出，或者從繼電器開關等輸入輸出信號。內(nèi)部邏輯為“ON(短路)：1、OFF(開路)：0”。輸入端子為電流流出的拉電流型號。一般用于從12 - 48VDC的弱電設備輸入信號。

△ 光電隔離型數(shù)字信號輸入(對應灌電流型輸出信號)產(chǎn)品

△ 光電隔離型數(shù)字信號輸入(對應灌電流型或拉電流型輸出信號)產(chǎn)品

4-1-2. 光電耦合器隔離輸入（支持拉電流輸出型號、共陽極型號）

Input circuit with photocoupler anode side as input terminalmodal window

這是光電耦合器的正極為輸入端子的輸入回路。輸入拉電流型號的晶體管輸出，或者從繼電器開關等輸入輸出信號。內(nèi)部邏輯為“ON(短路)：1、OFF(開路)：0”。輸入端子為電流流入的灌電流型號。這是因為對抗對地短路的安全性強，在歐洲各國廣泛使用的型號一般用于從12～48VDC的弱電設備輸入信號。

△ 光電隔離型數(shù)字信號輸入(對應拉電流型輸出信號)產(chǎn)品

△ 光電隔離型數(shù)字信號輸入(對應灌電流型或拉電流型輸出信號)產(chǎn)品

4-1-3. 非隔離TTL電平輸入（負邏輯）

Input circuit pulled up at 5 VDC with the transistor base as the input terminalmodal window

這是晶體管的基極為輸入端子，在5VDC上連接上拉電阻的輸入回路。內(nèi)部邏輯為“Low：1、High：0”的負邏輯。用于從輸出回路為TTL設備、5V直流設備輸入信號。

△ 非隔離TTL電平數(shù)字信號輸入(負邏輯)產(chǎn)品

△ 非隔離TTL電平數(shù)字信號輸入(正邏輯)產(chǎn)品

△ 非隔離LVTTL電平數(shù)字信號輸入(正邏輯)產(chǎn)品

4-1-4. 光電耦合器隔離TTL電平輸入（負邏輯）

Input circuit with photocoupler cathode as input terminalmodal window

這是光電耦合器的負極為輸入端子的輸入回路。內(nèi)部邏輯為“Low：1、High：0”的負邏輯。當輸出回路為TTL設備、5V直流設備，操作回路的配線變長時，或者想隔離時使用。

光電隔離型TTL電平數(shù)字信號輸入(負邏輯)產(chǎn)品

5. 雙向輸入輸出回路

5-1. 非隔離TTL/LVTTL電平輸入輸出（正邏輯）

i8255 PPI (or equivalent) I/O circuitmodal window

這是i8255 PPI（或者與之相當?shù)模┹斎胼敵龌芈贰?nèi)部邏輯為“Low(短路)：0、High(開路)：1”的正邏輯。在與輸入輸出回路為TTL設備、5V直流設備或者需要TTL(5VDC)/LVTTL(3.3VDC)的雙向輸入輸出的設備進行信號的輸入輸出時使用。

△ 雙向24點數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品

△ 雙向32點數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品

△ 雙向48點數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品

△ 雙向96點數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品

△ 雙向128點數(shù)字信號輸入輸出產(chǎn)品

6. 選擇竅門

CASE 1 用數(shù)字輸出板控制繼電器

如果使用繼電器的ON/OFF控制，通常該裝置的個數(shù)就是必要的輸出點數(shù)。當想控制的繼電器為10個時，請選擇輸出點數(shù)為10點以上的板。

※有的裝置具有警報、復位、握手等功能。對于這種情況，需要相應地增加輸入輸出點數(shù)。

△ 4點數(shù)字信號輸出產(chǎn)品

△ 8點數(shù)字信號輸出產(chǎn)品

△ 16點數(shù)字信號輸出產(chǎn)品

△ 32點數(shù)字信號輸出產(chǎn)品

△ 64點數(shù)字信號輸出產(chǎn)品

△ 128點數(shù)字信號輸出產(chǎn)品

CASE 2 用數(shù)字輸入板監(jiān)視開關

如果使用開關的ON/OFF監(jiān)視，通常該裝置的個數(shù)就是必要的輸入點數(shù)。當想監(jiān)視的開關為20個時，請選擇輸入點數(shù)為20點以上的板。

※有的裝置具有警報、復位、握手等功能。對于這種情況，需要相應地增加輸入輸出點數(shù)。

CASE 3 數(shù)字輸出板控制BCD/二進制數(shù)據(jù)輸入的7段顯示器

CASE 4 用數(shù)字輸入板從數(shù)字開關輸入BCD/二進制數(shù)據(jù)

如果使用一般的十進制或者十六進制型號，通常每一位需要4位（4點）的輸出或者輸出。當使用3位7段顯示器、數(shù)字開關時，選擇器輸入輸出點數(shù)為12點（4點×3位）以上的板。

※有的裝置具有警報、復位、握手等功能。對于這種情況，需要相應地增加輸入輸出點數(shù)。

△ 4點數(shù)字信號輸入產(chǎn)品

△ 8點數(shù)字信號輸入產(chǎn)品

△ 16點數(shù)字信號輸入產(chǎn)品

△ 32點數(shù)字信號輸入產(chǎn)品

△ 64點數(shù)字信號輸入產(chǎn)品

△ 128點數(shù)字信號輸入產(chǎn)品

CASE 5 絕對值式（二進制輸出）回轉(zhuǎn)式編碼器

一般輸入點數(shù)與一周的分辨率有關。例如，如果使用的是將一周分解為256等份的型號，輸出8位(256 = 28)的二進制數(shù)據(jù)。請參照輸入點數(shù)為8點以上的板。

※有的裝置具有警報、復位、握手等功能。對于這種情況，需要相應地增加輸入輸出點數(shù)。

△ 8位(8點)產(chǎn)品

△ 16位(16點)產(chǎn)品

△ 32位(32點)產(chǎn)品

△ 64位(64點)產(chǎn)品

※在增量式回轉(zhuǎn)式編碼器上使用的是“計數(shù)器板”，其上配置計數(shù)脈沖個數(shù)的功能。

增量型編碼器(計數(shù)器產(chǎn)品)