以s7-200為例，其plc輸出有二種形式：1、繼電器觸點輸出（見圖一）；2、晶體管發(fā)射極輸出（見下圖二）。由于plc內(nèi)的繼電器觸點電流與晶體管輸出電流都較小，故不可用它直接驅(qū)動像電磁閥這樣大功率（大電流）直流負(fù)載，一般均采用中間直流繼電器做過渡（見下圖三）。
用繼電器驅(qū)動電磁閥電路簡單，但它有以下缺點：1、繼電器使用壽命有限制，在繼電氣頻繁動作的場合，要經(jīng)常更換繼電器方可確保設(shè)備可靠動作；2繼電器觸點易粘連，在自動控制系統(tǒng)中因它的粘連會引起操作失控而造成事故；3、繼電器線圈如發(fā)生短路會燒毀plc的輸出點。
為克服因繼電器觸點粘連、其線圈短路及電磁閥線圈短路所造成的失控及損壞，本文提供用二種帶有斷電保護功能的驅(qū)動大功率電磁閥的控制電路，供大家分析參考：
一、由繼電器組成的驅(qū)動電磁閥啟停與保護電路，見下圖：
（一）、電路說明：該電路是由3個直流繼電器組成，其j0為基本電路組件，它受plc的輸出控制，它的常開觸點控制電磁閥的通斷?？紤]繼電器觸點易粘連及線圈短路會引起失控造成事故，增加了j1、j2二個繼電器及電阻電容等原件，組成了當(dāng)繼電器觸點粘連、線圈短路或電磁閥線圈短路時立即斷電的保護電路，圖中綠色虛線框內(nèi)電路為主電路，其余部分即為當(dāng)繼電器觸點粘連或繼電器、電磁閥線圈短路時立即切斷電源的保護電路。
電路的j0、j1繼電器的工作電壓為12v，其線圈電阻值=ro。j2工作電壓=24v。j0串接r3（阻值=ro），接在q0.0輸出端，故當(dāng)q0.0=1（+24v）時j0電壓=12v可正常動作。dw1穩(wěn)壓管與6v指示燈z3串聯(lián)后，與r3并聯(lián)。當(dāng)q0.0=1時r3電壓=12v。低于dw1穩(wěn)壓值（18v），故正常情況下dw1處于截至狀態(tài)，指示燈z3是不會點亮的。
j1與與電容器c1并接，再與電阻r4(其阻值ro)串聯(lián)，組成為通電延時定時器，其定時時間要略長于j0動作時間。
r2的阻值應(yīng)選為電磁閥df1線圈的阻值rd的1/10~1/20，即r2=rd/ (10~20)，這樣在正常情況下，當(dāng)電磁閥通導(dǎo)其r2的電壓僅為1~2v，是不影響電磁閥的正常動作的。而與r2并聯(lián)的j2在這么小的電壓下是不會吸合的。
k1為常閉按鈕，它起電路復(fù)位作用，即：一旦保護電路動作，其j1或j2繼電器將吸合自鎖，j1、j2常閉觸點斷開，切斷電磁閥及plc對外輸出，起到保護作用。當(dāng)電路排除故障后（如換掉j0或df1），需要按一下k1按鈕，使j1與j2斷電回原位，使電路恢復(fù)正常狀態(tài)。
（二）、電路工作原理：
1、正常工作時：當(dāng)plc的q0.0=0時（即電磁閥未工作），其j0、j1、j2及電磁閥df1均處于斷電狀態(tài)，報警指示燈z1、z2、z3皆滅。
當(dāng)驅(qū)動電磁閥工作時，其q0.0輸出由0↑1，使j0得電吸合，其常開觸點閉合使電磁閥得電啟動。此時j1電壓(≈6v)小于其最小吸合電壓，j2也處于不吸合狀態(tài)。故j1、j2均為未閉合。
當(dāng)電磁閥停止工作時，即q0.0由1↓0時，使j0失電，此時d1導(dǎo)通開始續(xù)流放電，當(dāng)放電電流小于j0的最小吸合電流時，j0由閉合變斷開。其常開觸點斷開，使電磁閥斷電，d2導(dǎo)通進行續(xù)流放電，確保j0觸點不會打火而粘連。
j0失電斷開這一瞬間是非常暫短的，當(dāng)d1導(dǎo)通續(xù)流時，其j0二端電壓≈0（0.7v），故使j1支路得電通導(dǎo)，由于c1作用，使j1電壓由0開始增加，當(dāng)j0常閉觸點由閉合變斷開時，其j1的上升電壓仍<j1的最小吸合電壓，故使j1未等吸合又再次斷電。故j1不會在q0.0由1↓0的瞬間產(chǎn)生顫動的。從而確保電路動作無誤。這就是j1為什么要并接電容的原因。
2、j0觸點粘連時：當(dāng)q0.0由1↓0時，使j0失電斷開，如果此時j0的觸點發(fā)生粘連就會使電磁閥不能斷電，但由于j0斷開，其d1導(dǎo)通續(xù)流，使j0二端電壓≈0。，故使j1支路得電，使c1被充電，當(dāng)c1電壓> j1吸合電壓時，j1將吸合自鎖。j1的常閉觸點斷開，切斷電磁閥電源使其停止工作，j1的常開觸點閉合，又使報警指示燈z1亮進行“粘連”報警。也可以用j1常開觸點接plc的一輸入點和+24v端，將報警信號輸入給plc，使plc立即停止運行，避免發(fā)生事故。
3、電磁閥線圈短路時：當(dāng)q0.0=1時，j0吸合，電磁閥動作。如此時電磁閥線圈突然短路，必然使24v電壓加在j2與r2上，由于r2阻值很小，會產(chǎn)生很大的電流危害24v電源。但由于r2并聯(lián)j2（此時的電壓=24v），故使j2吸合自鎖，j2的常閉觸點斷開，切斷電阻r2，使回路電路=j2線圈電流。而j2的閉合，又使與之并聯(lián)的報警指示燈z2亮進行報警。也可以用j2常開觸點接plc的一輸入點和+24v端，將報警信號輸入給plc，使plc立即停止運行，避免發(fā)生事故
4、j0線圈短路時：j0工作電壓選為12v，而q0.0=1時其輸出電壓24v，為使j0能在正常電壓下工作，j0(阻值=ro)，再串接一個阻值=ro的電阻r3。這樣當(dāng)q0.0=1時j0的電壓=12v。此時r3電壓也=12v，由于低于穩(wěn)壓管dw1的穩(wěn)壓值（18v），dw1未導(dǎo)通，z3燈不亮。
串接電阻r3的目的是為防止j0線圈短路時不會燒毀plc輸出點：如j0線圈短路，與其串聯(lián)的電阻r3將成為q0.0的輸出負(fù)載，此時plc的輸出電流僅比正常時的輸出電流大一倍，故不會燒毀plc的輸出點的。此時r3電壓=24v，大于dw1的穩(wěn)壓值，故使dw1通導(dǎo)，z3燈亮。即發(fā)出j0線圈短路報警。
二、用電子元件組成的驅(qū)動電磁閥啟停及斷電保護電路
除上述用繼電器組成的電路外，還可以用功率晶體管電阻電容等器件組成啟動大功率電磁閥及其保護電路，請見下圖：
圖一、大功率電磁閥驅(qū)動電路及斷電保護電路圖
下面就本圖的有關(guān)元件及電路原理作以說明：
圖中 g1為npn型功率三極管，構(gòu)成反相放大器，其集電極接電磁閥線圈一端（電磁閥線圈要并接一反向二極管做斷電續(xù)流用），電磁閥線圈另一端接接g2管的集電極。g1管的發(fā)射極接r2電阻，r2阻值=電磁閥電阻rd的十分之一（即=rd/10）。此點接d1二極管去d觸發(fā)器4013的clk控制輸入端。r2電阻的另一端接電源的地（m）。
4013 為雙d觸發(fā)器，它有6個引線端點，其q為正向輸出端，q\為反向輸出端，d為數(shù)據(jù)輸入端，r為復(fù)位端，s為置位端，其r、s皆為高電位觸發(fā)有效（即當(dāng)r或s=1時，會使q=1或使q=0。 clk為控制端，當(dāng)clk=1時，其上跳沿觸發(fā)有效，將使輸出端q電位發(fā)生變化（clk觸發(fā)有效使q端輸出與數(shù)據(jù)端d的電位相同。本圖的d=0（接地），故觸發(fā)clk將使q=0、q\=1。
4013的電源電壓=15v，是由穩(wěn)壓二極管與6.8k電阻分壓提供的。
圖中4013的r端接地（0v），而s端接于c1與100k電阻的連接點，c1的上端接+15v，而電阻下端接0v，該線路作用是確保4013在接通電源后，其輸出端q恒=1（=+15v），q輸出高電壓通過10k電阻給g3管注入足夠大的基極電流，使g3管飽和導(dǎo)通，g3集電極電壓=0，又通過1.2k電阻給g2管注入足夠大的基極電流使g2管飽和導(dǎo)通，使24v電壓加在電磁閥的上端。
在講述線路動作原理之前，先講一下圖中由二極管、電阻、晶體管等元件組成的與門、或門及或非門電路及在線路中的作用：
圖二、由二極管、電阻、晶體管組成的與門、或非門、或門電路圖
1、圖二是從圖一中截取的部分電路，其d3、d4與r1組成2輸入正與門電路（粉色虛線框），其輸入端a為g1管集電極，b為plc輸出端q1.0，因a、b分別為g1管反相器的輸出與輸入端，故a、b二點的電壓總是反相的（如b為高，則a為低，如b為低，則a為高），在正常情況下，a、b二點總有一個為0電壓，故使與門輸出點m的電壓恒=0。
2、d5、d6、g4及r2、r3、10k電阻組成2輸入或非門電路（綠色虛線框），其輸入也為a與b二點，由于在正常情況下，a、b二點總有一個為高電壓，通過10k電阻給g4管注入基極電流，使g4管導(dǎo)通，故或非門輸出點n輸出電壓恒=0。
3、d1、d2、d7與r4組成3輸入或門電路（紫色虛線框），其3個輸入點為c、m、n，其c點為g1管發(fā)射極對地電壓，正常情況下，c點電壓≈0，而m、n電壓在正常情況下也=0，故正常情況下或門輸出clk電壓=0。
該線路動作原理：
接通電源瞬間，c1因保持通電前的電壓（0v）不變，故使s端的電壓=15v，使4103置位（即使4013的q=1），隨著100k電阻對c1充電，使c1電壓由0v↑15v，使s端電壓由15v↓0v，使s置位使能失效。4013的q=1，其q端輸出高電壓將通過10k電阻加在g3管的基極，使g3管飽和導(dǎo)通，而g3管的集電極=0，又通過1.2k電阻，又使g2管產(chǎn)生足夠大的基極電流，使g2管飽和導(dǎo)通，此時g2管的導(dǎo)通相當(dāng)開關(guān)閉合：將+24v加在電磁閥線圈上。
正常情況下，如plc的q1.0=0（即b=0），則g1管截止，其輸出點a=1，使與門輸出點m=0，或非門輸出點n也=0，此時c點=0，故或門輸出clk=0。4013 無觸發(fā)信號輸入，其輸出端q=1—>g3導(dǎo)通—>g2導(dǎo)通，+24v加在電磁閥線圈上。
如plc的q1.0=1（即b=1），則g1管導(dǎo)通，電磁閥得電動作。其輸出點a=0，其與門輸出點m=0，或非門輸出點n 也=0，此時c點≈0，故或門輸出clk=0。4013仍無觸發(fā)信號，其輸出端q=1—>g3導(dǎo)通—>g2導(dǎo)通，+24v加在電磁閥線圈上。
當(dāng)運行中如出現(xiàn)以下4種情況均會切斷電源且報警：
1、電磁閥工作中其線圈突然短路，如q1.0=1，此時的g1管變?yōu)樯錁O跟隨器，使c
點電壓=高電壓，通過d1使或門輸出clk=1，clk=1的前沿正突跳觸發(fā)4013，使4013的輸出q=0—>g3截止—>g2截止，切斷24v電源。
2、如電磁閥工作中其線圈突然斷路：
（1）、如此時q1.0=1，其a點因線圈斷路空懸，必使與門輸出m=1，通過d2使或門輸出clk=1，其前沿正突跳觸發(fā)4013，使4013的輸出q=0—>g3截止—>g2截止，切斷24v電源。
（2）、如此時q1.0=0，其a點因線圈斷路空懸，必使或非門輸出n=1，通過d7使或門輸出clk=1，其前沿正突跳觸發(fā)4013，使4013的輸出q=0—>g3截止—>g2截止，切斷24v電源。
3、工作中如g1管突然短路：a點因g1管的短路，使a點電壓=0，此時如q1.0=1，其a點電壓=0與正常情況一樣，電路不會發(fā)出報警，當(dāng)q1.0由1變0時，a點電壓因g1管的短路仍=0，這樣a與b電壓同時為0，使或非門輸出n=1，通過d7使或門輸出clk=1，其前沿正突跳觸發(fā)4013，使4013的輸出q=0—>g3截止—>g2截止，切斷24v電源。
4、工作中如g1管突然斷路：a點因g1管的斷路而空懸，此時如q1.0=1，b點=1，會使與門輸出m=1，通過d2使或門輸出clk=1，其前沿正突跳觸發(fā)4013，使4013的輸出q=0—>g3截止—>g2截止，切斷24v電源。此時如q1.0=0，即b點=0，會使或非門輸出n=1，通過d7使或門輸出clk=1，其前沿正突跳觸發(fā)4013，使4013的輸出q=0—>g3截止—>g2截止，切斷24v電源。
三、二種電路比較
由繼電器組成的驅(qū)動電路，簡單、易懂、易維修，適應(yīng)于不太熟悉電子線路的操作人員。由晶體管等電子元件組成的驅(qū)動電路，適應(yīng)于熟悉電子線路的操作人員使用，特別適用于需多個電磁閥進行控制的設(shè)備使用，可以將多個控制電路集中于一塊印刷板，相比由繼電器組成的驅(qū)動電路：體積小，動作靈敏可靠，費用低。