干湿节点怎样接线

文章将以Smacq的M1000系列模块的数字输入输出端口为例说明有关干湿节点的接线问题。

一、干、湿节点是是什么？

查看M1005的用户手册，数字输入通道可以连接干节点和湿节点，说明它们是一种可被检测的信号。

干节点的定义是：无源开关，具有接通和断开的两种状态，两个节点之间没有极性，可以互换。

常见的干节点信号有：各种开关、各种按键、各种传感器或是继电器等的输出。

湿节点的定义是：有源开关，具有有电和无电的两种状态，两个节点之间有极性，不能反接。

常见的湿节点信号有：具备电源的干节点信号、NPN/PNP型的接近开关、增量型编码器等。

究其本质，干节点和湿节点的区别在于是否有源。源，即是电源，所以干节点也叫做无源节点，湿节点也可以称为有源节点。

具体的区分方法是：如果是无源节点（干节点），就是由采集设备提供动力（一般是查询电压），回路经过节点后，返回到设备中；

如果是有源节点（湿节点），那么就是由节点提供动力（一般是外接电源），进入采集设备然后返回节点。

这里我们提到了有源节点与无源节点，它们都是开关量。而与其名称极为相似的有源信号和无源信号指的是模拟量。这一点大家要区分开来。

二、连接湿节点时的注意事项

通过上文对干、湿节点的介绍，我们可以发现干节点十分简单，所以在连接时也没有特别需要注意的地方。这里还是主要介绍连接湿节点时需要注意的事项。

我们首先要关注的是节点的回路与采集设备的回路是否兼容。以本文使用的Smacq M1005模块为例，它只可接入NPN型的湿节点。

这是为什么呢？因为模块的设计是兼顾干湿节点的，这使得DI端口默认悬空是高电平。当干节点的一端连接至DI，另一端连接至DGND，如果开关闭合，DI默认的高电平便被下拉成低电平；如果开关开启则DI还是高电平，这样便可以判断回路的通断了。

然而在连接PNP型湿节点时就会出现这样的问题：如下图所示，如果设备没有发出信号，PNP是断开的，OUT没有输出，所以DI端保持默认的高电平；当设备有信号触发，PNP导通，OUT输出高电平，那么DI端依然是默认的高电平。显然，模块无法正确判断设备是否发出信号。

不过当我们使用NPN型湿节点时却没有这样的困扰：如果设备没有信号触发，NPN断开，OUT输出高电平，与DI的默认电平一致；当设备有信号触发，NPN导通，OUT输出低电平，将模块的DI端下拉为低电平。这样DI端就会产生高低电平的变化，便可以判断设备是否有信号触发了。

这里的PNP和NPN都是三极管，但由于它们的结构略有区别，也就造成了其在具体使用时的不同。不过在上述简单分析中，我们可以将三极管断开认为成此处是断路，将三极管导通认为成此处是直接通过导线连接。当然这是极为简略的处理方式。

连接湿节点时还要注意的一点是正负极性是否连接正确。因为它是有源节点，需要正确连接到回路上。

三、湿节点型的输出端

在之前的内容中，我们将干、湿节点当作被采集的对象。而在这一小节中，我们将从输出的角度观察节点。干节点自不必说，重要的还是湿节点类型。仍以M1005模块的数字输出端口为例，因为它的DO端是一个NPN型开关输出的端口。

一般用这些端口控制设备的通断，比如继电器或电磁阀等。

这两种设备的使用场景虽然不同，但都是利用了电生磁的原理，使螺线管中的铁芯具有磁性，从而控制设备在吸附和断开间切换。

当DO输出高电平，回路通电，控制设备动作。当DO输出低电平，回路断开，设备回复常态。

在用户手册中我们可以看到，电源正极一般会与COM口连接，这是因为设备断开后会产生一个很大的反向电压，可能损坏DO端口。而接入COM端，可以起到保护作用。

下面模块是否连接COM0端的对比图。可以看到，如果连接COM端，电压变化很稳定，反向电压在24V左右。若没有连接COM端，电压则会不断发生振荡，而且反向电压在50V左右，极易损换设备。可见，COM端的保护是很有必要的。

同时还要注意，根据模块参数，负载的工作电流要限制在500mA以内。

如果使用场景的工作电流大于500mA，则可以用DO控制继电器比如M1002，再用继电器控制电磁阀等大电流设备。

四、实验

接下来我们要进行两组实验：实验一，利用模块的DI端采集干湿节点的信号。实验二，利用模块的DO端（湿节点）控制继电器。

第一组实验需要的设备有，一个M1005模块，一个SDS1001转换器，信号发生器，NPN型接近开关以及一个直流电源。

其中SDS1001转换器的功能是为M1005模块供电并将它的信号传递到电脑中。二者的连接方法，大家可以在M系列视频合集中查看，这里便不再赘述。

打开M Manager软件，

连接到模块后，点击Function Config按键就可以查看模块DI/O端口的状态。点击Read Discrete，可以看到DI端口指示灯均亮起。

首先实验的是用DI采集干节点信号。因为干节点没有极性，所以我们直接以DGND与DI的短接模仿干节点连接到模块上的情况。

很简单，使用一根导线，将DI端口与DGND短接，点击Read Discrete就可以看到相应的DI端口的指示灯熄灭。

接下来我们使用信号发生器模拟湿节点，其连接方法与干节点的连接方法基本一致，将信号发生器的负极与模块的DGND相连，将正极与模块的DI 2端口相连。

使信号发生器发出一串波形，不断读取DI端口的状态，就可以看到它的变化了。

第一组实验的最后我们使用DI端采集NPN常闭型（NC）接近开关的信号。先来看看它是怎样接线的。NPN开关一般有三条线，棕色线与电源正极连接。黑色是信号输出线，与DI端口连接。蓝色线与电源负极和模块的DGND连接。

当直流电源输出24V电压，传感器的电源指示灯亮起。

传感器前方没有物体阻挡时，传感器输出低电平，DI 2端口的指示灯熄灭。

当有物体接近时，NPN开关就会输出高电平，此时DI 2端口的指示灯亮起。

第二组实验，我们将通过DO通道（湿节点）控制负载的状态。实验的负载是一个继电器。根据用户手册，我们可以这样接线：将电源的负极与M1005模块的DGND端连接，将电源正极分别与继电器一端以及模块的COM端连接，继电器的另一端，与模块的DO 0通道连接。

控制直流电源输出24V电压，用来驱动继电器。在软件中改变DO 0通道的状态，点击Write Coils将信号写入模块，就可以控制继电器的开合了。

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审核编辑 黄宇