PLC的晶体管输入电路与晶体管/继电器/晶闸管输出电路详解

PLC的晶体管输入电路与晶体管/继电器/晶闸管输出电路详解

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/LINZAI508/article/details/135438556

工作：PLC输入输出电路详解

一、光耦晶体管控制电路与继电器控制电路原理

（一）光耦晶体管控制电路原理

• 图一、晶体管控制电路原理图与光耦合器
• 引自—李工谈元器件

通常在电路中，尤其是低电压或高噪声敏感电路中，光耦合器用于隔离电路以防止电气碰撞机会或排除不需要的噪声。

图一光耦合器内部结构中，左侧的 1引脚和 2 引脚外露，是一个 LED。LED向右侧光敏三极管发出红外光。

光电晶体管是通过其集电极和发射极来切换输出电路，在这一点上与典型的 BJT 晶体管相同。

LED 的强度直接控制光电晶体管，因为两个独立的电路可以由光耦合器控制。

LED 发光，光线落在光电晶体管的基极上，光落在光电晶体管的基极上后，将被激活，并且可以控制与晶体管相连的输出电路。

LED 发出光照射到光电传感器（光电二极管、光电晶体管、PhotoTriac）上时，光电传感器开始流动电流。在这个系统中，光强度与输出端的电流成正比。当光饱和时，光电晶体管达到开关接通作用，此时电路2最大承受电流受光电晶体管限制。

（二）继电器控制电路原理

• 图一、继电器控制电路原理图
• KA1线圈(即线圈1)、KA2线圈（即线圈2）是PLC内部电路控制，其对应的常开点KA1,KA2受线圈ON/OFF控制实现开关功能
• 继电器型PLC采用了机械继电器和电路控制，具有一定的处理延迟和精度限制。

二、PLC的晶体管输入电路详解

（一）漏型(NPN)输入公共端S/S接入到24V/（+）端、源型(PNP)输入公共端S/S接入到0V/（-）端

1. 如第一章第（一）节的图一，PLC的晶体管输入（X）的电路是电路1，电路2是PLC其内部电路，当外部输入回路(X点)接通，发光LED亮，光电晶体管接通，内部接收到信号

• 内容引自CSDN_PLC输入输出

故同理，NPN型的传感器的信号线均是输出0V（拉低电平），PNP型的传感器的信号线均是输出24V（拉高电平）

• 内容引自CSDN_PLC输入输出
• 内容引自CSDN_PLC输入输出

（二）FX5U举例

1. FX5U 晶体管输入最大电流
2. FX5U 晶体管输入的响应频率

3. FX5U晶体管输入接线

• FX5U (NPN)漏型输入公共端S/S接线

三、PLC的晶体管输出电路详解

（一）晶体管输出电路：NPN输出公共端COM接外接DC电源的(-)极，PNP型输出COM端接外接DC电源的(+)极。

1. 如第一章第（一）节的图一，PLC的晶体管输出(Y)的电路是电路2，电路1是其内部电路，当内部回路接通，发光LED亮，光电晶体管接通，外部形成回路，输出信号成功传达，输出回路最大承受电流受光电晶体管承受能力限制

• 晶体管输出型电路的外接电源只能是直流电源，允许负载电压一般为DC5V～30V，允许负载电流为0.2A～0.5A。
• 晶体管输出电路的形式主要有两种：NPN和PNP型集电极开路输出。如下图所示：
• 图：PNP晶体管输出
• 图：NPN晶体管输出

由以上两图可看出这两种晶体管输出电路形式的区别：NPN型集电极开路输出形式的公共端COM只能接外接电源的负极，而PNP型的COM端只能接外接电源的正极。

⭐PLC交流电源可以由市电直接供应，PLC内部24V电源功率都较低，大部分的PLC自带24V直流电源，只有当输入设备或者输出设备所需电流不是很大的情况下，才能使用PLC自带直流电源，当输入端口的传感器功率较大时候，需要接单独的外部电源。输入输出最好共用一个外部24V电源，只需要将输入端的0V并接到外部24V电源的负端（共0端）即可。

• 【内容引自CSDN_PLC输入输出】

（二）FX5U举例

1. FX5U 晶体管输出单点最大承受电流0.5A
2. FX5U 晶体管输出的每个公共端的合计负载电流

• 如下所示
• 输出4点/公共端：0.8A以下
• 输出8点/公共端：1.6A以下

3. FX5U 晶体管输出接线

• FX5U (NPN)漏型输出公共端COM接线

四、PLC继电器输出电路详解

（一）继电器输出电路

1. 如第一章第（二）节的图一，PLC的输出(Y)控制是中间继电器，中间继电器的常开点控制外围输出电路，当线圈回路接通， 常开触点接通，外围输出电路接通，外部形成回路，输出信号成功传达

（二）FX5U举例

1. 最大负载为2A/1点
2. 每个公共端的合计负载电流

• 如下所示
• 输出4点/公共端：8A以下
• 输出8点/公共端：8A以下

3. 继电器输出接线

五、PLC晶闸管输出电路

• 双向晶闸管输出电路只能驱动交流负载，响应速度也比继电器输出电路形式要快，寿命要长。
• 其电路形式如下图所示：
• 图：双向晶闸管输出
• 双向晶闸管输出的驱动能力要比继电器输出的要小，允许负载电压一般为AC85～242V；单点输出电流为0.2A～0.5A，当多点共用公共端时，每点的输出电流应减小（如单点驱动能力为0.3A的双向晶闸管输出，在4点共用公共端时，最大允许输出为0.8A/4点）。
• 注意：
• 为了保护晶闸管，通常在PLC内部电路晶闸管的两端并接RC阻容吸收元件（一般为0.015uF/22Ω左右）和压敏电阻，因此在晶闸管关断时，PLC的输出仍然有1～2mA的开路漏电流，这就可能导致一些小型继电器在PLC输出OFF时无法关断的情况。
• 【引自CSDN_PLC输出电路(继电器,晶体管,晶闸管输出)区别和注意事项】

六、PLC晶体管输出和继电器输出的区别

• PLC晶体管输出和继电器输出的区别
• 1.负载电压、电流类型不同
• 负载类型：晶体管只能带直流负载，而继电器带交、直流负载均可。
• 电流：晶体管电流0.2A-0.3A，继电器2A。
• 电压：晶体管可接直流24V（一般最大在直流30V左右，继电器可以接直流24V或交流220V。
• 2.负载能力不同
• 晶体管带负载的能力小于继电器带负载的能力，用晶体管时，有时候要加其他东西来带动大负载（如继电器，固态继电器等）。
• 3.晶体管过载能力小于继电器过载的能力
• 一般来说，存在冲击电流较大的情况时（例如灯泡、感性负载等），晶体管过载能力较小，需要降额更多。
• 4.晶体管响应速度快于继电器
• 继电器输出型原理是CPU驱动继电器线圈，令触点吸合，使外部电源通过闭合的触点驱动外部负载，其开路漏电流为零，响应时间慢（约10ms）。
• 晶体管输出型原理是CPU通过光耦合使晶体管通断，以控制外部直流负载，响应时间快（约0.2ms甚至更小）。晶体管输出一般用于高速输出，如伺服／步进等，用于动作频率高的输出：如温度ＰＩＤ控制， 主要用在步进电机控制，也有伺服控制，还有电磁阀控制（阀动作频率高）。
• 5.在额定工作情况下，继电器有动作次数寿命，晶体管只有老化没有使用次数限制
• 继电器是机械元件所以有动作寿命，晶体管是电子元件，只有老化，没有使用次数限制。继电器的每分钟开关次数也是有限制的，而晶体管则没有。
• 内容引用百度爱采购