关于PLC输出类型的选择及使用中的注意事项

1、关于PLC输出类型的选择及使用中的注意事项     1引言 PLC的输出类型有继电器和晶体管两种类型，两者的工作参数差别较大，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的特点及使用中的注意事项。 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，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的（如图1所示）。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生

2、电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。从继电器的工作原理可以看出，它是一种机电元件，通过机械动作来实现触点的通断，是有触点元件。    图1 电磁式继电器结构图    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的导通。它是无触点元件。 3 继电器与晶体管输出的主要差别  

3、0;    由于继电器与晶体管工作原理的不同，导致了两者的工作参数存在了较大的差异，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       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24V负载，有极性要求。       继电器的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

4、。                 项目            继电器输出端口            晶体管输出端口      &

5、#160;                     外部电源            250Vac、30Vdc以下            524Vdc&

6、#160;                   电路绝缘            继电器机械绝缘            光耦绝缘   

7、0;                动作指示            继电器输出触点闭合指示灯点亮            光耦被驱动时指示灯点亮     

8、;               开路时漏电流            /            小于0.1mA/30Vdc       

9、60;            最小负载            2mA/5Vdc            5mA（524Vdc）         

10、0;          最大输出电流            电阻负载            2A/1点；    8A/4点组公共端；    8A/8点组公共端  

11、;          Y0、Y1：0.3A/1点    其他：0.3A/1点    0.8A/4点    1.2A/6点    1.6A/8点    8点以上每增加1点允许总电流增加0.1A         &

12、#160;          感性负载            220Vac，80VA            Y0、Y1：7.2W/24Vdc    其他：12W/24Vdc    

13、                电灯负载            220Vac，100W            Y0、Y1：0.9W/24Vdc    其他：1.

14、5W/24Vdc                    响应时间            ON-OFF            最多20ms  

15、          Y0、Y1：10us    其他：0.5ms                    OFF-ON            

16、最多20ms                    Y0、Y1最高输出频率            /            每通道100kHz 

17、60;                  输出公共端            Y0COM0；Y1COM1；Y2以后至多每8个端口使用1个公共端，每个公共端之间彼此隔离           &#

18、160;        熔断器保护            无                            &#

19、160;                 表1 输出端口规格 （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          继电器由于是机械元件受到动作次数的寿

20、命限制，且与负载容量有关，详见表2，从表中可以看出，随着负载容量的增加，触点寿命几乎按级数减少。晶体管是电子原件只有老化，没有使用寿命限制。                负荷容量            动作频率条件        

21、0;   触点寿命                    220VAC，15VA            1秒ON/1秒OFF          

22、60; 320万次                    220VAC，30VA            1秒ON/1秒OFF            1

23、20万次                    220VAC，60VA            1秒ON/1秒OFF            30万次 &

24、#160;           表2  继电器使用寿命 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、接触器的线圈、指示灯等动作频率不高的场合。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、寿命长的应用场合。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 驱动感性负载的影响  图2  驱动感性负载时产生的瞬间高压  

25、    继电器控制接触器等感性负载的开合瞬间，由于电感具有电流具有不可突变的特点，因此根据U=L*(dI/dt)，将产生一个瞬间的尖峰电压在继电器的两个触点之间，该电压幅值超过继电器的触点耐压的降额；继电器采用的电磁式继电器，触点间的耐受电压是1000V（1min），若触点间的电压长期的工作在1000V左右的话，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的现象。而且动作频率越快现象越严重。瞬间高压如下图2所示，持续的时间在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的损坏。  &#

26、160;  因此当驱动感性负载时应在负载两端接入吸收保护电路。当驱动直流回路的感性负载（如继电器线圈）时，用户电路需并联续流二极管（需注意二极管极性）；若驱动交流回路的感性负载时，用户电路需并联RC浪涌吸收电路，以保护PLC的输出触点。PLC输出触点的保护电路如图3所示。