plc的輸出電路形式一般分為:繼電器輸出,晶體管輸出和晶閘管輸出三種。弄清這三種輸出形式的區(qū)別,對(duì)于plc的硬件設(shè)計(jì)工作非常有必要。下面以三菱plc為例,簡要介紹一下這三種輸出電路形式的區(qū)別和注意事項(xiàng),其它公司的plc輸出電路形式也大同小異。
1、繼電器輸出電路
這是plc輸出電路常見的一種形式,其電路形式如下圖所示。該種輸出電路形式外接電源既可以是直流,也可以是交流。
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圖1 繼電器輸出
plc繼電器輸出電路形式允許負(fù)載一般是ac250v/50v以下,負(fù)載電流可達(dá)2a,容量可達(dá)80~100va(電壓×電流),因此,plc的輸出一般不宜直接驅(qū)動(dòng)大電流負(fù)載(一般通過一個(gè)小負(fù)載來驅(qū)動(dòng)大負(fù)載,如plc的輸出可以接一個(gè)電流比較小的中間繼電器,再由中間繼電器觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)大負(fù)載,如接觸器線圈等)。
plc繼電器輸出電路的形式繼電器觸點(diǎn)的使用壽命也有限制(一般數(shù)十萬次左右,根據(jù)負(fù)載而定,如連接感性負(fù)載時(shí)的壽命要小于阻性負(fù)載)。此外,繼電器輸出的響應(yīng)時(shí)間也比較慢(10ms)左右,因此,在要求快速響應(yīng)的場合不適合使用此種類型的電路輸出形式(可以根據(jù)場合使用下面介紹的兩種輸出形式)。
當(dāng)連接感性負(fù)載時(shí),為了延長繼電器觸點(diǎn)的使用壽命,對(duì)于外接直流電源時(shí)的情況,通常應(yīng)在負(fù)載兩端加過電壓抑制二極管(如上圖中并在外接繼電器線圈上的二極管);對(duì)于交流負(fù)載,應(yīng)在負(fù)載兩端加rc抑制器。
2、晶體管輸出電路
晶體管輸出電路形式相比于繼電器輸出響應(yīng)快(一般在0.2ms以下),適用于要求快速響應(yīng)的場合;由于晶體管是無機(jī)械觸點(diǎn),因此比繼電器輸出電路形式的壽命長。
晶體管輸出型電路的外接電源只能是直接電源,這是其應(yīng)用局限的一方面。另外,晶體管輸出驅(qū)動(dòng)能力要小于繼電器輸出,允許負(fù)載電壓一般為dc5v~30v,允許負(fù)載電流為0.2a~0.5a。這兩點(diǎn)的使用晶體管輸出電路形式時(shí)要注意。
晶體管輸出電路的形式主要有兩種:npn和pnp型集電極開路輸出。如下圖所示:
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圖2 npn集電極開路輸出
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圖3 pnp集電極開路輸出
由以上兩圖可看出這兩種晶體管輸出電路形式的區(qū)別:npn型集電極開路輸出形式的公共端com只能接外接電源的負(fù)極,而pnp型的com端只能接外接電源的正極。
和繼電器輸出形式電路一樣,在驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)也要在負(fù)載兩端反向并聯(lián)二極管(二極管的陰極接電源的正極)防止過電壓,保護(hù)plc的輸出電路。
3、雙向晶閘管輸出電路
雙向晶閘管輸出電路只能驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載,響應(yīng)速度也比繼電器輸出電路形式要快,壽命要長。其電路形式如下圖所示:
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圖4 雙向晶閘管輸出
雙向晶閘管輸出的驅(qū)動(dòng)能力要比繼電器輸出的要小,允許負(fù)載電壓一般為ac85~242v;單點(diǎn)輸出電流為0.2a~0.5a,當(dāng)多點(diǎn)共用公共端時(shí),每點(diǎn)的輸出電流應(yīng)減?。ㄈ鐔吸c(diǎn)驅(qū)動(dòng)能力為0.3a的雙向晶閘管輸出,在4點(diǎn)共用公共端時(shí),最大允許輸出為0.8a/4點(diǎn))。
注意:為了保護(hù)晶閘管,通常在plc內(nèi)部電路晶閘管的兩端并接rc阻容吸收元件(一般為0.015uf/22ω左右)和壓敏電阻,因此在晶閘管關(guān)斷時(shí),plc的輸出仍然有1~2ma的開路漏電流,這就可能導(dǎo)致一些小型繼電器在plc輸出off時(shí)無法關(guān)斷的情況。