PLC输出类型选择其使用中注意事项

1、关于PLC输出类型选择及其使用中地注意事项摘要：本文简要比较了 PLC 地继电器和晶体管两种输出类型地工作原理及特点,提出了在选型和使用中应注意地事项 .关键词： PLC 输出类型、继电器、晶体管1引言PLC 地输出类型有继电器和晶体管两种类型 ,两者地工作参数差别较大 , 使用前需加以区别 , 以免误用而导致产品损坏 .本文简要介绍了继电器和晶体管输出地特点及使用中地注意事项2 继电器和晶体管输出工作原理继电器是一种电子控制器件 ,它具有控制系统 < 又称输入回路）和被控制系统 < 又称输出回 路） ,通常应用于自动控制电路中 ,它实际上是用较小地电流去控制较大电流地一种 “自动

2、开 关”.电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成地< 如图 1 所示） .只要在线圈两端加上一定地电压 ,线圈中就会流过一定地电流 ,从而产生电磁效应 , 衔铁就会在电磁力吸 引地作用下克服返回弹簧地拉力吸向铁芯 ,从而带动衔铁地动触点与静触点 < 常开触点）吸 合. 当线圈断电后 ,电磁地吸力也随之消失 ,衔铁就会在弹簧地反作用力返回原来地位置 ,使动 触点与原来地静触点 <常闭触点）吸合 .这样吸合、释放 ,从而达到了在电路中地导通、切断 地目地 .从继电器地工作原理可以看出 ,它是一种机电元件 ,通过机械动作来实现触点地通断是有触点元件图1电磁式继电器结构图

3、晶体管是一种电子元件,它是通过基极电流来控制集电极与发射极地导通它是无触点元件3.继电器与晶体管输出地主要差别因为继电器与晶体管工作原理地不同，导致了两者地工作参数存在了较大地差异，下面以艾默生EC系列PLC相关数据为例进行比较说明<输出口主要规格参见表 1)<1 )驱动负载不同24V负载,继电器型可接交流 220V或直流24V负载，没有极性要求；晶体管型只能接直流有极性要求继电器地负载电流比较大可以达到2A,晶体管负载电流为 0.2-0.3A.同时与负载类型有关，具体参见表1.表1输出端口规格项目站电器输出舞口晶体管输出鵡口外部电源250Vac> SOVdc 以下524Vd

4、c电路绝缘继电霁机械绝缘光耦绝缘动作扌眛继电器输出触点闭合指示 灯点羸光耦襟岖动时扌首不灯克亮开路时漏电济小于 0. ltnA/30Vdc最小负载2mA/5V(ic5mA (524Vdc)最大 输出 电流电阻负载2A/1点】SA/4点组公共塢：8A/3点組公共端YOs Yl： 0.3A/1其他 dtSM点O.SA；4 点1 珈点1.6A/8 点8点以上斑増加1点允讦总电流増加D 1A感性负载220Vac, SOVA¥0. Y1： 7 2W/24Vdc 其他12W/2IVdc电灯负载220Vac» 1D0WYOs Yl： 0.PW/24Vdc 其他：1 5W/24V(ic响应

5、时间ON-OFF最多20ms讥 Yh 10US其他：Q.SmsOFF-ON最多20msVOs 71最咼输出 频率/每通道lOOkhz输出公共端YD-COMOj Yl-COMb Y2以后罕多毎8个端口使用1个公共端， 每个公共加之间彼此隔离熔断器煤护无<2 ）响应时间不同继电器响应时间比较慢 <约10ms-20ms ），晶体管响应时间比较快，约0.2ms-0.5ms,Y0、Y1 甚至可以达到10 us.<3）使用寿命不同继电器因为是机械元件受到动作次数地寿命限制，且与负载容量有关，详见表2,从表中可以看出,随着负载容量地增加，触点寿命几乎按级数减少晶体管是电子原件只有老化，没有

6、使用 寿命限制.表2继电器使用寿命负荷容墨动作频率条件触点寿命22WAO 15VA1 秒 ON/1 秒 OFF320万次220VAC, 30VA1 秒 ON/1 秒 OFF】20万浓220VAC, 60VA1 秒 0N/1 秒 OFF30万徨4 继电器与晶体管输出选型原则继电器型输出驱动电流大，响应慢，有机械寿命，适用于驱动中间继电器、接触器地线圈、指 示灯等动作频率不高地场合.晶体管输出驱动电流小，频率高，寿命长，适用于控制伺服控制 器、固态继电器等要求频率高、寿命长地应用场合.在高频应用场合，如果同时需要驱动大负载，可以加其他设备 <如中间继电器，固态继电器等）方式驱动.5 驱动感性

7、负载地影响jncnriCllSLrOVJfv42TMfv|1 451 r-.-aisd-»50V巧13冲0-1 560 刊a' .12 MttaswePlpl咖Cl)vadua2J3 KVitahrB#P?rms(C1)233 VP rr诒囁汁i訐4mwP5 r&ll=02a(CDP6 Oveh+(C1i-103»/B38.51 yfrzXX雲IT書 Ulfl?LK.测冋$BQ W1 00 MS 500 Itift lEttfl- VWNMRr图2驱动感性负载时产生地瞬间高压继电器控制接触器等感性负载地开合瞬间，因为电感具有电流具有不可突变地特点，因此根据U

8、=L*（dl/dt>,将产生一个瞬间地尖峰电压在继电器地两个触点之间，该电压幅值超过继电器地触点耐压地降额；继电器采用地电磁式继电器,触点间地耐受电压是 1000V<1min ），若触点间地电压长期地工作在1000V左右地话，容易造成触点金属迁移和氧化，出现接触电阻变大、接触不良和触点粘接地现象而且动作频率越快现象越严重瞬间高压如下图2所示，持续地时间在1ms以内，幅值为1KV以上晶体管输出为感性负载时也同样存在这个问题，该瞬时高压可能导致晶体管地损坏因此当驱动感性负载时应在负载两端接入吸收保护电路当驱动直流回路地感性负载 < 如继 电器线圈）时，用户电路需并联续流二极管 &

9、lt;需注意二极管极性）；若驱动交流回路地感性负载时，用户电路需并联 RC浪涌吸收电路，以保护PLC地输出触点.PLC输出触点地保护电路如图3所示.图3 PLC输出触点地保护电路目前市场上经常出现继电器问题地客户现场有一个共同地特点就是：出现故障地输出点动 作频率比较快，驱动地负载都是继电器、电磁阀或接触器等感性负载而且没有吸收保护电路 输出类型选择和使用时因此建议在 PLC应注意以下几点：<1) 一定要关注负载容量 端口地发热限制在允许范围 命将大大降低输出端口须遵守允许最大电流限制继电器地使用寿命与负载容量有关<如表 2 所示)<如表1所示)，以保证输出，当负载容量增加时

10、，触点寿 ，因此要特别<2) 一定要关注负载性质 面上看负载容量可能并不大 动感性负载时应在负载两端接入吸收保护电路尤其在工作频率比较高时务必增加保护电路从客户地使用情况来看，增加吸收保护电路后地改善效果十分明显根据第4节地分析,感性负载在开合瞬间会产生瞬间高压，但是实际上负载容量很大，继电器地寿命将大大缩短，因此表,因此当驱根据电容地特性，如果直接驱动电容负载，在导通瞬间将产生冲击浪涌电流 ，因此原则上输出 端口不宜接入容性负载，若有必要，需保证其冲击浪涌电流小于规格 <见表1 )说明中地最大 电 流<3) 一定要关注动作频率当动作频率较高时，建议选择晶体管输出类型，如果同时还要驱动 大电流则可以使用晶体管输出驱动中间继电器地模式当控制步进电机/伺服系统，或者用到高速输出 /PWM 波 ,或者用于动作频率高地