PLC輸出電路繼電器-晶體管-晶閘管輸出-區別與注意事項

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別，對于PLC的硬件設計工作非常有必要。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別和注意事項，其它公司的PLC輸出電路形式也大同小異。

1、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快（一般在0.2ms以下），適用于要求快速響應的場合；由于晶體管是無機械觸點，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，這是其應用局限的一方面。另外，晶體管輸出驅動能力要小于繼電器輸出，允許負載電壓一般為DC5V～30V，允許負載電流為0.2A～0.5A。這兩點的使用晶體管輸出電路形式時要注意。

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：

由以上兩圖可看出這兩種晶體管輸出電路形式的區別：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，在驅動感性負載時也要在負載兩端反向并聯二極管（二極管的陰極接電源的正極）防止過電壓，保護PLC的輸出電路。

2、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。

圖1繼電器輸出

PLC繼電器輸出電路形式允許負載一般是AC250V/50V以下，負載電流可達2A，容量可達80～100VA（電壓×電流），因此，PLC的輸出一般不宜直接驅動大電流負載（一般通過一個小負載來驅動大負載，如PLC的輸出可以接一個電流比較小的中間繼電器，再由中間繼電器觸點驅動大負載，如接觸器線圈等）。

PLC繼電器輸出電路的形式繼電器觸點的使用壽命也有限制（一般數十萬次左右，根據負載而定，如連接感性負載時的壽命要小于阻性負載）。此外，繼電器輸出的響應時間也比較慢（10ms）左右，因此，在要求快速響應的場合不適合使用此種類型的電路輸出形式（可以根據場合使用下面介紹的兩種輸出形式）。

當連接感性負載時，為了延長繼電器觸點的使用壽命，對于外接直流電源時的情況，通常應在負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）；對于交流負載，應在負載兩端加RC抑制器。

晶閘管輸出電路雙向晶閘管輸出電路只能驅動交流負載，響應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：

圖4 雙向晶閘管輸出

雙向晶閘管輸出的驅動能力要比繼電器輸出的要小，允許負載電壓一般為AC85～242V；單點輸出電流為0.2A～0.5A，當多點共用公共端時，每點的輸出電流應減小（如單點驅動能力為0.3A的雙向晶閘管輸出，在4點共用公共端時，最大允許輸出為0.8A/4點）。

注意

為了保護晶閘管，通常在PLC內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，因此在晶閘管關斷時，PLC的輸出仍然有1～2mA的開路漏電流，這就可能導致一些小型繼電器在PLC輸出OFF時無法關斷的情況。

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