PLC的本地I/O模塊是傳統工業自動化系統中直接與現場設備（傳感器、執行器）連接的核心硬件組件，負責實時采集輸入信號（如開關狀態、溫度值）並輸出控制指令（如啟動電機、打開閥門）。以下從定義、功能、結構及應用場景進行詳細解析：
一、本地I/O模塊的定義
本地I/O模塊是可編程邏輯控制器（PLC）的物理接口單元，直接安裝在PLC機架或通過總線擴展的遠程機架上，通過硬連線（電纜）連接現場設備，實現：
輸入（Input）：接收傳感器信號（如光電開關、壓力變送器）。
輸出（Output）：驅動執行器動作（如繼電器、電機啟動器）。
二、本地I/O模塊的核心組成
1.數字量模塊（DI/DO）
數字輸入（DI）：接收開關信號（0/1），如按鈕、限位開關。
數字輸出（DO）：輸出開關控制信號，如點亮指示燈、控制電磁閥。
2.模擬量模塊（AI/AO）
模擬輸入（AI）：采集連續信號（4-20mA、0-10V），如溫度、壓力傳感器。
模擬輸出（AO）：輸出連續控制信號，如調節變頻器轉速、閥門開度。
3.特殊功能模塊
高速計數器（HSC）：處理編碼器脈沖信號（如電機轉速測量）。
熱電阻（RTD）/熱電偶模塊：直接連接溫度傳感器。
通信模塊：支持Profibus、EtherCAT等協議，用於分布式I/O擴展。
三、本地I/O模塊的核心特點
1.實時性高
本地處理延遲通常在毫秒級，滿足高速控制需求（如沖壓機床、包裝機械）。
2.可靠性強
不依賴網絡，抗幹擾能力強（通過屏蔽電纜、隔離電路設計），適合惡劣工業環境。
3.確定性控制
PLC掃描周期嚴格固定，確保邏輯執行時序精確（如流水線同步控制）。
4.物理連接
通過端子排或連接器與現場設備硬連線，減少信號傳輸風險。
四、典型應用場景
1.高實時性控制
示例：注塑機的模具開合控制，要求毫秒級響應，本地I/O模塊直接連接限位開關和液壓閥。
安全關鍵系統
示例：緊急停止（E-Stop）電路通過本地DI模塊直接觸發安全繼電器，避免網絡延遲風險。
2.分布式擴展
示例：汽車生產線中，主PLC通過現場總線（如Profinet）連接遠程I/O機架，分散控制焊接機器人、輸送帶。
3.惡劣環境適應
示例：礦山設備中，本地I/O模塊具備防塵、防水（IP67等級）特性，直接連接振動傳感器和泵閥。
