PLC晶體管輸出與繼電器輸出的區(qū)別和選型方法剖析

時(shí)間:2013-09-17

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:輸出端口須遵守允許最大電流限制,以保證輸出端口的發(fā)熱限制在允許范圍。繼電器的使用壽命與負(fù)載容量有關(guān),當(dāng)負(fù)載容量增加時(shí),觸點(diǎn)壽命將大大降低,因此要特別關(guān)注。

PLC的輸出類型有繼電器和晶體管兩種類型,兩者的工作參數(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。

晶體管輸出

高速輸出:如伺服/步進(jìn)使用于動(dòng)作頻率高的輸出:如溫度PID控制,主要用在步進(jìn)電機(jī)控制,也有伺服控制,還有電磁閥控制(閥動(dòng)作頻率高)。

1、使用壽命:

繼電器是機(jī)械元件所以有動(dòng)作壽命,晶體管是電子元件,只有老化,沒有使用次數(shù)限制。

2、電流:

晶體管電流0.2A-0.3A

繼電器2A。

3、電壓:

晶體管最大24V,繼電器可以接220V

晶體管直流,繼電器交流+直流

4、負(fù)載:

用晶體管時(shí),有時(shí)候要加其他東西來帶動(dòng)大負(fù)載(如繼電器,固態(tài)繼電器等)。

繼電器輸出

繼電器的工作原理

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)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開關(guān)”。電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓,線圈中就會(huì)流過一定的電流,從而產(chǎn)生電磁效應(yīng),銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯,從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)(常開觸點(diǎn))吸合。當(dāng)線圈斷電后,電磁的吸力也隨之消失,銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來的位置,使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)(常閉觸點(diǎn))吸合。這樣吸合、釋放,從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。從繼電器的工作原理可以看出,它是一種機(jī)電元件,通過機(jī)械動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)的通斷,是有觸點(diǎn)元件。

繼電器輸出的優(yōu)點(diǎn)是不同公共點(diǎn)之間可帶不同的交、直流負(fù)載,且電壓也可不同,帶負(fù)載電流可達(dá)2A/點(diǎn);但繼電器輸出方式不適用于高頻動(dòng)作的負(fù)載,這是由繼電器的壽命決定的。其壽命隨帶負(fù)載電流的增加而減少,一般在幾十萬次至Jl百萬次之間,有的公司產(chǎn)品可達(dá)1000萬次以上,響應(yīng)時(shí)間為10ms

1.可控硅輸出:帶負(fù)載能力為0.2A/點(diǎn),只能帶交流負(fù)載,可適應(yīng)高頻動(dòng)作,響應(yīng)時(shí)間為1ms.

2.晶體管輸出:最大優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)于高頻動(dòng)作,響應(yīng)時(shí)間短,一般為0.2ms左右,但它只能帶DC5—30V的負(fù)載,最大輸出負(fù)載電流為0.5A/點(diǎn),但每4點(diǎn)不得大于0.8A。

a.繼電器:機(jī)械式開關(guān)裝置,噪音大,反映時(shí)間長(zhǎng),壽命短,適用于大功率、低頻率信號(hào)(220V、380V交直流信號(hào))的切換;

b.晶體管:電子開關(guān)裝置,噪音小,反映時(shí)間短,壽命長(zhǎng),適用于小功率開關(guān)信號(hào)傳輸,可用于高頻脈沖信號(hào)之輸出;

c.可控硅:電子開關(guān)裝置,噪音小,反映速度快,壽命長(zhǎng),可承受大功率信號(hào)的傳輸任務(wù)。

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、接觸器的線圈、指示燈等動(dòng)作頻率不高的場(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)的應(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)。

使用注意事項(xiàng)

目前市場(chǎng)上經(jīng)常出現(xiàn)繼電器問題的客戶現(xiàn)場(chǎng)有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是:出現(xiàn)故障的輸出點(diǎn)動(dòng)作頻率比較快,驅(qū)動(dòng)的負(fù)載都是繼電器、電磁閥或接觸器等感性負(fù)載而且沒有吸收保護(hù)電路。因此建議在PLC輸出類型選擇和使用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

1.一定要關(guān)注負(fù)載容量。

輸出端口須遵守允許最大電流限制,以保證輸出端口的發(fā)熱限制在允許范圍。繼電器的使用壽命與負(fù)載容量有關(guān),當(dāng)負(fù)載容量增加時(shí),觸點(diǎn)壽命將大大降低,因此要特別關(guān)注。

2.一定要關(guān)注負(fù)載性質(zhì),

感性負(fù)載在開合瞬間會(huì)產(chǎn)生瞬間高壓,因此表面上看負(fù)載容量可能并不大,但是實(shí)際上負(fù)載容量很大,繼電器的壽命將大大縮短,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。尤其在工作頻率比較高時(shí)務(wù)必增加保護(hù)電路。從客戶的使用情況來看,增加吸收保護(hù)電路后的改善效果十分明顯。

根據(jù)電容的特性,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)格說明中的最大電流。

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)中間繼電器的模式。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)作頻率高的節(jié)點(diǎn)等場(chǎng)合,只能選用晶體管型PLC

對(duì)擴(kuò)展模塊與主模塊的輸出類型并不要求一致,因此當(dāng)系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)較多而功能各異時(shí),可以考慮繼電器輸出的主模塊擴(kuò)展晶體管輸出或晶體管輸出主模塊擴(kuò)展繼電器輸出以達(dá)到最佳配合。

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