PLC輸出類型選擇其使用中注意事項(xiàng)

1、關(guān)于PLC輸出類型選擇及其使用中地注意事項(xiàng)摘要：本文簡(jiǎn)要比較了 PLC 地繼電器和晶體管兩種輸出類型地工作原理及特點(diǎn),提出了在選型和使用中應(yīng)注意地事項(xiàng) .關(guān)鍵詞： PLC 輸出類型、繼電器、晶體管1引言PLC 地輸出類型有繼電器和晶體管兩種類型 ,兩者地工作參數(shù)差別較大 , 使用前需加以區(qū)別 , 以免誤用而導(dǎo)致產(chǎn)品損壞 .本文簡(jiǎn)要介紹了繼電器和晶體管輸出地特點(diǎn)及使用中地注意事項(xiàng)2 繼電器和晶體管輸出工作原理繼電器是一種電子控制器件 ,它具有控制系統(tǒng) < 又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng) < 又稱輸出回 路） ,通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中 ,它實(shí)際上是用較小地電流去控制較大電流地一種 “自動(dòng)

2、開(kāi) 關(guān)”.電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成地< 如圖 1 所示） .只要在線圈兩端加上一定地電壓 ,線圈中就會(huì)流過(guò)一定地電流 ,從而產(chǎn)生電磁效應(yīng) , 銜鐵就會(huì)在電磁力吸 引地作用下克服返回彈簧地拉力吸向鐵芯 ,從而帶動(dòng)銜鐵地動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn) < 常開(kāi)觸點(diǎn)）吸 合. 當(dāng)線圈斷電后 ,電磁地吸力也隨之消失 ,銜鐵就會(huì)在彈簧地反作用力返回原來(lái)地位置 ,使動(dòng) 觸點(diǎn)與原來(lái)地靜觸點(diǎn) <常閉觸點(diǎn)）吸合 .這樣吸合、釋放 ,從而達(dá)到了在電路中地導(dǎo)通、切斷 地目地 .從繼電器地工作原理可以看出 ,它是一種機(jī)電元件 ,通過(guò)機(jī)械動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)地通斷是有觸點(diǎn)元件圖1電磁式繼電器結(jié)構(gòu)圖

3、晶體管是一種電子元件,它是通過(guò)基極電流來(lái)控制集電極與發(fā)射極地導(dǎo)通它是無(wú)觸點(diǎn)元件3.繼電器與晶體管輸出地主要差別因?yàn)槔^電器與晶體管工作原理地不同，導(dǎo)致了兩者地工作參數(shù)存在了較大地差異，下面以艾默生EC系列PLC相關(guān)數(shù)據(jù)為例進(jìn)行比較說(shuō)明<輸出口主要規(guī)格參見(jiàn)表 1)<1 )驅(qū)動(dòng)負(fù)載不同24V負(fù)載,繼電器型可接交流 220V或直流24V負(fù)載，沒(méi)有極性要求；晶體管型只能接直流有極性要求繼電器地負(fù)載電流比較大可以達(dá)到2A,晶體管負(fù)載電流為 0.2-0.3A.同時(shí)與負(fù)載類型有關(guān)，具體參見(jiàn)表1.表1輸出端口規(guī)格項(xiàng)目站電器輸出舞口晶體管輸出鵡口外部電源250Vac> SOVdc 以下524Vd

4、c電路絕緣繼電霽機(jī)械絕緣光耦絕緣動(dòng)作扌眛繼電器輸出觸點(diǎn)閉合指示 燈點(diǎn)羸光耦襟嶇動(dòng)時(shí)扌首不燈克亮開(kāi)路時(shí)漏電濟(jì)小于 0. ltnA/30Vdc最小負(fù)載2mA/5V(ic5mA (524Vdc)最大 輸出 電流電阻負(fù)載2A/1點(diǎn)】SA/4點(diǎn)組公共塢：8A/3點(diǎn)組公共端YOs Yl： 0.3A/1其他 dtSM點(diǎn)O.SA；4 點(diǎn)1 珈點(diǎn)1.6A/8 點(diǎn)8點(diǎn)以上斑増加1點(diǎn)允訐總電流増加D 1A感性負(fù)載220Vac, SOVA¥0. Y1： 7 2W/24Vdc 其他12W/2IVdc電燈負(fù)載220Vac» 1D0WYOs Yl： 0.PW/24Vdc 其他：1 5W/24V(ic響應(yīng)

5、時(shí)間ON-OFF最多20ms譏 Yh 10US其他：Q.SmsOFF-ON最多20msVOs 71最咼輸出 頻率/每通道lOOkhz輸出公共端YD-COMOj Yl-COMb Y2以后罕多毎8個(gè)端口使用1個(gè)公共端， 每個(gè)公共加之間彼此隔離熔斷器煤護(hù)無(wú)<2 ）響應(yīng)時(shí)間不同繼電器響應(yīng)時(shí)間比較慢 <約10ms-20ms ），晶體管響應(yīng)時(shí)間比較快，約0.2ms-0.5ms,Y0、Y1 甚至可以達(dá)到10 us.<3）使用壽命不同繼電器因?yàn)槭菣C(jī)械元件受到動(dòng)作次數(shù)地壽命限制，且與負(fù)載容量有關(guān)，詳見(jiàn)表2,從表中可以看出,隨著負(fù)載容量地增加，觸點(diǎn)壽命幾乎按級(jí)數(shù)減少晶體管是電子原件只有老化，沒(méi)有

6、使用 壽命限制.表2繼電器使用壽命負(fù)荷容墨動(dòng)作頻率條件觸點(diǎn)壽命22WAO 15VA1 秒 ON/1 秒 OFF320萬(wàn)次220VAC, 30VA1 秒 ON/1 秒 OFF】20萬(wàn)濃220VAC, 60VA1 秒 0N/1 秒 OFF30萬(wàn)徨4 繼電器與晶體管輸出選型原則繼電器型輸出驅(qū)動(dòng)電流大，響應(yīng)慢，有機(jī)械壽命，適用于驅(qū)動(dòng)中間繼電器、接觸器地線圈、指 示燈等動(dòng)作頻率不高地場(chǎng)合.晶體管輸出驅(qū)動(dòng)電流小，頻率高，壽命長(zhǎng)，適用于控制伺服控制 器、固態(tài)繼電器等要求頻率高、壽命長(zhǎng)地應(yīng)用場(chǎng)合.在高頻應(yīng)用場(chǎng)合，如果同時(shí)需要驅(qū)動(dòng)大負(fù)載，可以加其他設(shè)備 <如中間繼電器，固態(tài)繼電器等）方式驅(qū)動(dòng).5 驅(qū)動(dòng)感性

7、負(fù)載地影響jncnriCllSLrOVJfv42TMfv|1 451 r-.-aisd-»50V巧13沖0-1 560 刊a' .12 MttaswePlpl咖Cl)vadua2J3 KVitahrB#P?rms(C1)233 VP rr詒囁汁i訐4mwP5 r&ll=02a(CDP6 Oveh+(C1i-103»/B38.51 yfrzXX雲(yún)IT書(shū) Ulfl?LK.測(cè)冋$BQ W1 00 MS 500 Itift lEttfl- VWNMRr圖2驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)產(chǎn)生地瞬間高壓繼電器控制接觸器等感性負(fù)載地開(kāi)合瞬間，因?yàn)殡姼芯哂须娏骶哂胁豢赏蛔兊靥攸c(diǎn)，因此根據(jù)U

8、=L*（dl/dt>,將產(chǎn)生一個(gè)瞬間地尖峰電壓在繼電器地兩個(gè)觸點(diǎn)之間，該電壓幅值超過(guò)繼電器地觸點(diǎn)耐壓地降額；繼電器采用地電磁式繼電器,觸點(diǎn)間地耐受電壓是 1000V<1min ），若觸點(diǎn)間地電壓長(zhǎng)期地工作在1000V左右地話，容易造成觸點(diǎn)金屬遷移和氧化，出現(xiàn)接觸電阻變大、接觸不良和觸點(diǎn)粘接地現(xiàn)象而且動(dòng)作頻率越快現(xiàn)象越嚴(yán)重瞬間高壓如下圖2所示，持續(xù)地時(shí)間在1ms以內(nèi)，幅值為1KV以上晶體管輸出為感性負(fù)載時(shí)也同樣存在這個(gè)問(wèn)題，該瞬時(shí)高壓可能導(dǎo)致晶體管地?fù)p壞因此當(dāng)驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)應(yīng)在負(fù)載兩端接入吸收保護(hù)電路當(dāng)驅(qū)動(dòng)直流回路地感性負(fù)載 < 如繼 電器線圈）時(shí)，用戶電路需并聯(lián)續(xù)流二極管 &

9、lt;需注意二極管極性）；若驅(qū)動(dòng)交流回路地感性負(fù)載時(shí)，用戶電路需并聯(lián) RC浪涌吸收電路，以保護(hù)PLC地輸出觸點(diǎn).PLC輸出觸點(diǎn)地保護(hù)電路如圖3所示.圖3 PLC輸出觸點(diǎn)地保護(hù)電路目前市場(chǎng)上經(jīng)常出現(xiàn)繼電器問(wèn)題地客戶現(xiàn)場(chǎng)有一個(gè)共同地特點(diǎn)就是：出現(xiàn)故障地輸出點(diǎn)動(dòng) 作頻率比較快，驅(qū)動(dòng)地負(fù)載都是繼電器、電磁閥或接觸器等感性負(fù)載而且沒(méi)有吸收保護(hù)電路 輸出類型選擇和使用時(shí)因此建議在 PLC應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：<1) 一定要關(guān)注負(fù)載容量 端口地發(fā)熱限制在允許范圍 命將大大降低輸出端口須遵守允許最大電流限制繼電器地使用壽命與負(fù)載容量有關(guān)<如表 2 所示)<如表1所示)，以保證輸出，當(dāng)負(fù)載容量增加時(shí)

10、，觸點(diǎn)壽 ，因此要特別<2) 一定要關(guān)注負(fù)載性質(zhì) 面上看負(fù)載容量可能并不大 動(dòng)感性負(fù)載時(shí)應(yīng)在負(fù)載兩端接入吸收保護(hù)電路尤其在工作頻率比較高時(shí)務(wù)必增加保護(hù)電路從客戶地使用情況來(lái)看，增加吸收保護(hù)電路后地改善效果十分明顯根據(jù)第4節(jié)地分析,感性負(fù)載在開(kāi)合瞬間會(huì)產(chǎn)生瞬間高壓，但是實(shí)際上負(fù)載容量很大，繼電器地壽命將大大縮短，因此表,因此當(dāng)驅(qū)根據(jù)電容地特性，如果直接驅(qū)動(dòng)電容負(fù)載，在導(dǎo)通瞬間將產(chǎn)生沖擊浪涌電流 ，因此原則上輸出 端口不宜接入容性負(fù)載，若有必要，需保證其沖擊浪涌電流小于規(guī)格 <見(jiàn)表1 )說(shuō)明中地最大 電 流<3) 一定要關(guān)注動(dòng)作頻率當(dāng)動(dòng)作頻率較高時(shí)，建議選擇晶體管輸出類型，如果同時(shí)還要驅(qū)動(dòng) 大電流則可以使用晶體管輸出驅(qū)動(dòng)中間繼電器地模式當(dāng)控制步進(jìn)電機(jī)/伺服系統(tǒng)，或者用到高速輸出 /PWM 波 ,或者用于動(dòng)作頻率高地