PLC輸出點可靠性設(shè)計

本文基于西門子SMART系列PLC，闡述PLC輸出口與外設(shè)負載的合理搭配。在項目實踐中，PLC輸出口因使用不合理而損壞的比較多。PLC往往是設(shè)備控制的核心，包括硬件和軟件，且價格高，一旦內(nèi)部損壞，維修更換周期長。即使家里有礦，不差錢，換新的，你有可能沒有控制程序;就是有程序，也不一定會進行系統(tǒng)配置和下載，總之對客戶來說很麻煩，很生氣。

一. 先說明以MOSFET為控制元件的晶體管輸出點，每點輸出電流僅0.5A～0.7A，且沒有完善的過載、過壓保護，僅能直接驅(qū)動電阻性直流小負載，例如，作為變頻器、伺服單元的輸入控制信號，驅(qū)動狀態(tài)指示燈等。如需驅(qū)動電感性負載和大功率負載，請務(wù)必使用固態(tài)繼電器或直流中間繼電器進行隔離，再根據(jù)功率大小決定是否使用接觸器。

1.當晶體管輸出點用于位置控制，輸出高速脈沖時，因多數(shù)伺服單元或步進驅(qū)動器主要用于配接機床CNC系統(tǒng)，其位置指令輸入口是按5V系統(tǒng)設(shè)計的差分驅(qū)動，而PLC的晶體管輸出H電平接近24VDC,此時需要配置合適的限流電阻，才可互連，否則將損壞伺服輸入口或PLC輸出口，如圖一所示，2.7K電阻就是限流電阻。

2.交流或直流固態(tài)繼電器均內(nèi)置有完善的過電壓保護電路，以吸收浪涌電壓、反電動勢，且可以實現(xiàn)DC到AC隔離轉(zhuǎn)換。當控制頻繁動作的液壓電磁閥、電磁鐵、氣動閥、單相電機等小功率負載時，一般均用固態(tài)繼電器對PLC進行保護隔離、功率轉(zhuǎn)換及直流電到交流電轉(zhuǎn)換。如圖二、圖三所示。

3.對于大功率交流負載，可以通過直流繼電器控制交流接觸器加以實現(xiàn)，要注意的是繼電器需選用帶續(xù)流二極管的型號，最好還含有動作指示燈;交流接觸器選用帶阻容保護模塊的型號，以提高系統(tǒng)可靠性和抗干擾性能，如圖四所示。

也可以用交流固態(tài)繼電器控制交流接觸器線圈的方式加以實現(xiàn)，此時可選用不帶阻容模塊的接觸器，因為交流固態(tài)繼電器內(nèi)部含有類似電路，如圖五所示。

PLC繼電器型輸出點，為其內(nèi)部微型繼電器輸出的NO干接點，既可控制交流負載，也可用于控制直流負載，但驅(qū)動能力很差，每點輸出電流僅0.5A~2A 。在工業(yè)現(xiàn)場，觸點直流電源用DC24V，交流電源用AC220V。需要注意的是觸點交流電源不能用AC380V，因為380V電壓對于微型繼電器而言，是很不安全的。1.對于阻性直流小負載及伺服單元的控制信號，可用PLC輸出觸點直接控制，但需要在緊靠電源處加裝穿線管式熔斷器，以防導(dǎo)線破皮短路及元件短路時，不致?lián)p壞PLC輸出點，如圖一、圖二所示，F(xiàn)U1、FU2即為穿線管式熔斷器。

2.對于交流小負載，一般不能用PLC觸點直接驅(qū)動。因為工業(yè)現(xiàn)場交流小負載供電電壓為AC220V或AC380V，負載本身電流并不大，但發(fā)生短路時電流很大，如用PLC輸出點直接控制，觸點會瞬間熔化粘結(jié)在一起或整個微型繼電器燒焦。為了保護PLC輸出點，均采用直流繼電器進行隔離，再用繼電器NO觸頭去控制交流小負載，即使直流繼電器燒壞，更換也方便，損失小速度快，如圖三所示。為了提高整個系統(tǒng)可靠性，交流電源側(cè)要加裝單相斷路器，以提供短路和過載保護，如圖三中的QF1所示。

3.對于大功率負載，一般用交流接觸器進行控制，此時可用PLC輸出觸點直接控制接觸器線圏。需要注意的是，接觸器應(yīng)選用帶阻容吸收模塊的型號，AC220控制電源側(cè)要加裝熔斷器，如圖四所示的FU1 。為了提高整個系統(tǒng)可靠性，接觸器線圈總回路中應(yīng)串接熱保護器NC觸頭;串接缺相保護器的NC觸頭及急停按鈕的NC觸頭。以使主電路發(fā)生故障時，能及時斷電停機。如圖四所示的FR1、OP1及SB1 。

審核編輯：湯梓紅

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