继电器型PLC与晶体管型PLC的区别

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PLC输出电路(继电器,晶体管,晶闸管输出)区别,PLC输出类型选择和注意事项

PLC输出电路(继电器,晶体管,晶闸管输出)区别,PLC输出类型选择和注意事项

精心整理PLC输出类型选择及其使用中的注意事项摘要:本文简要比较了PLC的继电器和晶体管两种输出类型的工作原理及特点,提出了在选型和使用中应注意的事项。

关键词:PLC输出类型、继电器、晶体管1.引言PLC的输出类型有继电器和晶体管两种类型,两者的工作参数差别较大,使用前需加以区别,以免误用而导致产品损坏。

本文简要介绍了继电器和晶体管输出的特点及使用中的注意事项。

2(常闭图1电磁式继电器结构图晶体管是一种电子元件,它是通过基极电流来控制集电极与发射极的导通。

它是无触点元件。

3.继电器与晶体管输出的主要差别由于继电器与晶体管工作原理的不同,导致了两者的工作参数存在了较大的差异,下面以艾默生EC系列PLC相关数据为例进行比较说明(输出口主要规格参见表1)(1)驱动负载不同继电器型可接交流220V或直流24V负载,没有极性要求;晶体管型只能接直流24V负载,有极性要求。

继电器的负载电流比较大可以达到2A,晶体管负载电流为0.2-0.3A。

同时与负载类型有关,具体参见表1。

表1输出端口规格(2)响应时间不同继电器响应时间比较慢(约10ms-20ms),晶体管响应时间比较快,约0.2ms-0.5ms,Y0、Y1甚至可以达到10us。

(3)使用寿命不同继电器由于是机械元件受到动作次数的寿命限制,且与负载容量有关,详见表2,从表中可以看出,随着负载容量的增加,触点寿命几乎按级数减少。

晶体管是电子原件只有老化,没有使用寿命限制。

表2继电器使用寿命4.继电器与晶体管输出选型原则5图2驱动感性负载时产生的瞬间高压继电器控制接触器等感性负载的开合瞬间,由于电感具有电流具有不可突变的特点,因此根据U=L*(dI/dt),将产生一个瞬间的尖峰电压在继电器的两个触点之间,该电压幅值超过继电器的触点耐压的降额;继电器采用的电磁式继电器,触点间的耐受电压是1000V(1min),若触点间的电压长期的工作在1000V左右的话,容易造成触点金属迁移和氧化,出现接触电阻变大、接触不良和触点粘接的现象。

PLC输出电路(继电器,晶体管,晶闸管输出)区别和注意事项

PLC输出电路(继电器,晶体管,晶闸管输出)区别和注意事项

PLC输出电路(继电器,晶体管,晶闸管输出)区别和注意事项PLC的输出电路形式一般分为:继电器输出,晶体管输出和晶闸管输出三种。

弄清这三种输出形式的区别,对于PLC的硬件设计工作非常有必要。

下面以三菱PLC为例,简要介绍一下这三种输出电路形式的区别和注意事项,其它公司的PLC输出电路形式也大同小异。

1、晶体管输出电路晶体管输出电路形式相比于继电器输出响应快(一般在0.2ms以下),适用于要求快速响应的场合;由于晶体管是无机械触点,因此比继电器输出电路形式的寿命长。

晶体管输出型电路的外接电源只能是直接电源,这是其应用局限的一方面。

另外,晶体管输出驱动能力要小于继电器输出,允许负载电压一般为DC5V~30V,允许负载电流为0.2A~0.5A。

这两点的使用晶体管输出电路形式时要注意。

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2 NPN集电极开路输出图3 PNP集电极开路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。

和继电器输出形式电路一样,在驱动感性负载时也要在负载两端反向并联二极管(二极管的阴极接电源的正极)防止过电压,保护PLC的输出电路。

2、继电器输出电路这是PLC输出电路常见的一种形式,其电路形式如下图所示。

该种输出电路形式外接电源既可以是直流,也可以是交流。

图1 继电器输出PLC继电器输出电路形式允许负载一般是AC250V/50V以下,负载电流可达2A,容量可达80~100VA(电压×电流),因此,PLC的输出一般不宜直接驱动大电流负载(一般通过一个小负载来驱动大负载,如PLC的输出可以接一个电流比较小的中间继电器,再由中间继电器触点驱动大负载,如接触器线圈等)。

PLC继电器输出电路的形式继电器触点的使用寿命也有限制(一般数十万次左右,根据负载而定,如连接感性负载时的寿命要小于阻性负载)。

晶体管输出型PLC接感性负载时注意事项

晶体管输出型PLC接感性负载时注意事项

晶体管输出型PLC接感性负载时注意事项发布时间:2012-8-16 点击次数:74一、问题背景我公司目前提供的PLC按输出类型分为继电器输出型和晶体管输出型。

相较于继电器输出,晶体管输出有驱动电流小,频率高,寿命长等特点。

适用于控制伺服控制器、固态继电器等要求频率高、寿命长的应用场合。

在实际使用中,客户在晶体管输出端会接一些感性负载,例如:电磁阀。

由于感性负载在接通电源或者断开电源的一瞬间,会产生反电动势电压,而这个电压可高达几百伏,很容易击穿PLC输出的晶体管。

我公司维修部也曾接到过客户使用晶体管输出的PLC 接电磁阀烧坏输出晶体管的维修品,所以我们建议客户在接感性负载时,加上一些保护晶体管的元器件。

二、产生原因通常情况下,一般把带电感参数的负载,即符合电压超前电流特性的负载,称为感性负载。

通俗地说,即应用电磁感应原理制作的大功率电器产品。

由于感性负载在接通电源或者断开电源的一瞬间,会产生反电动势电压,如下图:图1 感性负载反向电动势电压因为电感是以磁场的形式储存电能,所以当电流减小时或突然降为0(电源断开)时,磁能要转换为电能,这个电能就是电压(反向电动势),因为它有阻碍电流减小的趋势,它势必通过反向电动势来给外部电路供能量。

根据P=UI,如果I很小,则U很大,也就是说假如电路短路,电感电流突然变为0,则电感的感应电动势会非常大,其中能量也只能通过辐射消耗了。

这时产生的反向电动势电压可高达几百伏以上,很容易击穿驱动晶体管或其他电路元件。

三、解决方案首先我们了解一下晶体管输出的内部构造,PLC内部晶体管输出如下图:图2 晶体管输出内部机构图当有输出时,接通光电耦合器C1,光电耦合器是一种把电子信号转换成为光学信号,然后又回复电子信号的半导体器件。

光电耦合器接通,驱动晶体管导通,Q0.0输出24V。

输出电路输出的三极管是一个PNP型的,所以输出电流只能是从Q0.0流出的,接线时要注意。

正航PLC选用的晶体管,集电极与发射极耐压值为100V,集电极电流可达5A。

plc控制与继电器控制的区别

plc控制与继电器控制的区别

plc控制与继电器控制的区别继电器控制与PLC控制系统的区别有哪些?简单地说,PLC是一种在继电器、接触器控制基础上逐渐发展起来的以计算机技术为依托,运用先进的编程语言来实现诸多功能的新型控制系统。

采用程序控制方式是PLC与继电器控制系统的主要区别。

在PLC问世以前,在农机、机床、建筑、电力、化工、交通运输等行业中是以继电器控制系统占主导地位的。

继电器控制系统因为结构简单、价格低廉、易于操作等优点得到了广泛的应用。

然而,随着工业控制的精细化程度和智能化水平的提升,以继电器为核心的控制系统的结构越来越复杂。

在某些较为复杂的系统中,可能需要使用成百上千个继电器,这不仅使得整个控制装置体积十分庞大,而且由于元器件数量的增加、复杂的接线关系还会造成整个控制系统的可靠性降低。

更重要的是,一旦控制过程或控制工艺发生变化,则控制柜内的继电器和接线关系都要重新调整。

可以想象,如此巨大的调整一定会花费大量的时间、精力和金钱,其成本的投入有时要远远超过重新制造一套新的控制系统,这势必又会带来很大的浪费(原先系统报废)。

为了应对继电器控制系统的不足(既能使工业控制系统的成本降低,又能很好地应对工业生产中的变化和调整),工程人员将计算机技术、自动化技术以及微电子和通信技术相结合,研发出了更加先进的自动化控制系统,这就是PLC。

PLC作为专门为工业生产过程提供自动化控制的装置,采用了全新的控制理念。

PLC通过强大的输入/输出接口与工业控制系统中的各种部件(如控制按钮、继电器、传感器、电动机、指示灯)相连通过编程器编写控制程序(PLC语句),将控制程序存入PLC中的存储器,并在微处理器(CPU)的作用下执行逻辑运算、顺序控制、计数等操作指令。

这些指令会以数字信号(或模拟信号)的形式送到输入端、输出端,从而控制输入端、输出端接口上连接的设备,协同完成生产过程。

教你区分继电器型PLC和晶体

教你区分继电器型PLC和晶体

教你区分继电器型PLC 和晶体管型PLC一、继电器型PLC(1)定义:基于电磁继电器的逻辑控制单元,适用于高负载和高可靠性要求的工业环境。

(2)工作原理:通过电磁继电器的吸合与释放来实现输入与输出之间的逻辑控制。

(3)特点: ①负载能力:通常可承受高达5A的电流。

②响应时间:一般在10ms 以上,相对较慢。

③抗干扰性:机械式,对外部电磁干扰有较好的抵抗能力。

SIMATIC S7-200 SMARTCPU SR20二、晶体管型PLC(1)定义:基于半导体晶体管的逻辑控制单元,适用于需要快速响应和精密控制的场合。

(2)工作原理:利用晶体管的快速开关特性来实现输入与输出的逻辑控制。

(3)特点:①负载能力:通常在1A以下,适用于小负载应用。

②响应时间:通常在微秒级别,远快于继电器型。

③能耗:由于晶体管的导通电阻小,能耗较低。

三、优缺点1.继电器型PLC(1)优点:①可以驱动交流(AC)及直流(DC)负载。

②负载额定电流较大,通常可以承受数安培的电流。

(2)缺点:①动作频率受限,不适合高频操作。

②有机械寿命限制,通常在100万次至数百万次动作之间。

PCL输出电路2.晶体管型PLC(1)优点:①动作频率高,可以达到几百kHz,适合高速开关应用。

②无触点,因此没有机械磨损,理论上具有无限寿命(实际上受半导体材料特性和温度等因素的影响)。

(2)缺点:①主要用于直流负载,对于交流负载通常需要特殊的设计或附加组件。

②电流承载能力相对较小,通常在数安培以下,具体取决于晶体管的规格。

四、使用场景1.变频器驱动系统一适用继电器型PLC①负载能力:变频器通常需要较大的电流来驱动电机,继电器型PLC提供高达数安培输出电流,满足变频器的驱动需求。

②抗干扰性:在变频器应用中,电磁干扰是一个常见问题。

继电器型PLC由于其机械特性,具有较好的抗干扰能力。

③过载保护:继电器型PLC的输出具有过载保护功能,能够在电流超过额定值时断开电路保护系统安全。

继电器控制、单片机控制和PLC控制的区别和优缺点

继电器控制、单片机控制和PLC控制的区别和优缺点

PLC的功能PLC 经过多年在工业领域的运用后,按其功能,它主要应用在以下几个方面(1)数据处理:PLC是具有微处理器的一种智能电子产品, 它具有数值运算、数据比较、数制转换、以及数据传输通信等功能.(2)逻辑控制:PLC具有逻辑运算功能,可实现多种通断控制.(3)定时控制:由于PLC为用户提供了很多计时器, 且时间设定值可由用户程序设定修改,所以有很强的定时功能。

(4)计数功能:同时PLC 为用户提供了很多的计数器,也可通过软件进行计数值的设定。

(5)顺序控制:可依据生产加工过程,实现定位输出、顺序启动等控制.(6)通信联网:可以对调节器、变频器等实现远程控制。

也可与其它PLC或计算机之间进行数据传输通信, 构成“ 集中管理分散控制” 的分布式控制系统。

PLC控制与继电器控制相比较(1)逻辑控制继电器控制是利用各电器件机械触点的串、并联组合成逻辑控制。

采用硬线连接,连线多而复杂,对今后的逻辑修改、增加功能很困难。

而PLC中逻辑控制是以程序的方式存储在内存当中, 改变程序, 便可改变逻辑。

连线少、体积小、方便可靠。

(2)控制速度依靠机械触点的吸合动作来完成控制的继电器控制系统, 工作频率低,工作速度慢.而PLC 由于采用程序指令控制半导体电路来实现控制,稳定、可靠,运行速度大大提高了。

(3)顺序控制继电器控制是利用时间继电器的滞后动作来完成时间上的顺序控制。

时间继电器内部的机械结构易受环境温度和湿度变化的影响, 造成定时的精度不高。

在PLC内部是由半导体电路组成的定时器以及由晶体振荡器产生的时钟脉冲计时, 定时精度高。

使用者根据需要, 定时值在程序中便可设置,灵活性大,定时时间不受环境影响.(4)灵活性可扩展性继电器系统安装后, 受电器设备触点数目的有限性和连线复杂等原因的影响, 系统在今后的灵活性、扩展性很差。

而 比具有专用的翰人和输出模块,理论上连接可以无穷多.连线少, 灵活性可扩展性好.(5)计数功能继电器控制可实现逻辑功能, 但不具备计数的功能。

PLC简答题

PLC简答题

一1、PLC 的一个扫描周期主要包括哪些时间?扫描周期可不可以精确计算2、PLC 控制系统中有哪三类电源?S7系列CPU 224机型中没有其中的哪类电源?3、PLC 由哪几部分组成?4、电动机起动电流很大,起动时热继电器会不会动作?为什么?5、分析以下程序,画出M0.0的波形图。

(5分)二 1、 简述PLC 的工作原理。

2、 请写出时间继电器的文字代号,并画出时间继电器的延时断开常闭触头,延时闭合常闭触头的图形符号。

3、 简述PLC 的技术指标。

4、 什么是自锁,什么是互锁,各有什么功能?5、分析以下程序,说明每条指令实现的功能,写出VW0中的内容。

(5分)MOVD &VB200 AC1INCD AC1MOVW *AC1 VW0三 1、 在S7-200系列PLC 中,试说明 VB0、VW0、VD0的含义。

2、 电动机点动控制与连续运转控制的关键控制环节是什么?其主电路又有何区别(从电动机保护环节设置上分析)?3、 简述PLC 的发展方向。

4、 S7-200 PLC 指令参数所用的基本数据类型有哪些?5、 简述PLC 的主要特点。

四1、简述PLC扫描过程中输入采样的执行过程。

2、S7-200 PLC主要提供了几种编程语言?它们之间可否相互转化?3、有一数码管显示控制系统,要求4个数码管动态显示0~9999数,现拟用S7-200 PLC控制,请为其选择PLC的输出方式,并说明理由。

4、分析以下程序,画出.Q0.0的波形(5分)4、交流电动机的电气制动方法有哪些?其特点如何?五1、按下列逻辑表达式画出它所表征的电路图。

KM = SB·KA1 + KM(KA1 + KA2)2、什么是扫描周期?它主要受什么影响?3、为了保证电气控制线路工作的安全性常设的保护有哪些,采用什么电器元件来实现保护?4、从硬件因素上说明影响PLC I/O响应速度的原因有哪些?如何改善?六1、在正反转控制电路中,正反转接触器为什么要进行互锁控制?互锁控制方法有哪几种?2、可编程序控制器的基本技术特性参数有哪些?3、画出带有过载保护的三相异步电动机连续运行的控制线路,不画主电路。

晶体管型PLC与继电器型PLC区别

晶体管型PLC与继电器型PLC区别
6. 继电器提供的是干接点,可以交直流两用,适应电压范围宽,但有些情况下信号不够“干净”(有毛刺);
晶体管(包括可控硅)输出属于有源开关,要求负载必须匹配或者适应相应电源,对电感性负载,有时还要考虑配二极管。
你要是用脉冲输出,最好是选择晶体管输出的PLC,继电器该装的有时不稳定,脉冲输出端口用的光耦是高速光耦,价格很贵的
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。
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。
3.晶体管过载能力Байду номын сангаас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)。
继电器PLC和晶体管PLC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)。

plc基本输出类型

plc基本输出类型

plc基本输出类型
PLC(可编程逻辑控制器)的基本输出类型主要有以下几种:
1. 继电器输出:继电器输出是一种开关量输出方式,它以常开或常闭触点形式将PLC的输出信号输出,可以实现负载的启动、停止、开、关等控制。

2. 晶体管输出:晶体管输出也是一种开关量输出方式,它以NPN或PNP晶体管形式将PLC的输出信号输出。

这种输出方式的特点是响应速度快,一般在微秒级。

3. 晶振闪光灯输出:这种输出方式主要用于控制闪光灯,通常用于指示某个状态或信号。

4. 模拟量输出:PLC还具有模拟量输出功能,可以通过输出模拟量信号来控制电压、电流等物理量。

这种输出方式适用于对温度、压力、流量等物理量的控制。

5. 脉冲输出:PLC可以输出脉冲信号,用于控制步进电机或伺服电机的步进角、脉冲频率等参数。

6. 通信输出:PLC可以通过通信接口与其他设备进行通信,从而实现数据的传输和控制。

需要注意的是,不同类型的输出方式适用于不同的控制需求和负载类型,选择合适的输出方式对于PLC控制系统的稳定性和可靠性至关重要。

PLC输出信号—类型与详细解析

PLC输出信号—类型与详细解析

在介绍输出信号Y时,我们先来说下三菱FX系列的输出类型,在输出规格中常见的两种输出有继电器类型和晶体管类型,可以在PLC侧边分辨。

1 PLC类型其中MR为继电器类型,MT为晶体管类型,它们的区别是:1.继电器接的外部电源可以是直流也可以使交流,可直接驱动220v直流负载,晶体管的外部电源只能接直流的,不能直接驱动开关,需要接中继来间接驱动2.继电器类型的开关频率低,而晶体管可以输出高频信号如伺服系统的脉冲输出就使用晶体管类型的PLC。

在实际运用中根据需要来选择相应的PLC规格。

2 PLC输出端子输出端子介绍以40端子来说明,输入3组+输出2组=5*40端子,其中输入端子只有一个公共端S/S,而输出有5个公共端。

Y0和Y1各单独使用com端,Y2和Y3共用con2,Y4、5、6、7共用com3,Y10、11、12、13共用com4,Y14、15、16、17共用com5。

3 继电器接线继电器类型的PLC输出回路如下图,可以使用直流电源和交流电源来驱动负载,不分漏源型输出。

继电器型PLC输出回路工控中常见的输出控制有电机、指示灯、报警器、电磁阀门等,有个能直接与PLC输出端子Y连接,有的则需要中间继电器或者接触器来连接。

气阀水阀这些阀门的输出线为两线制,一根接火线、另一根零线,可直接通过PLC输出端子与电源相接来控制,一般为了保护PLC需添加中继进行连接,通过中继的触点与电磁阀相连。

输出与中继连接输出与接触器连接4 晶体管晶体管类型的PLC的外部电源必须是直流的,有漏型接法、源型接法与输入的说法刚好相反:晶体管plc输出除了外部电源与负载电源一致以外的,其他输出不能直接与负载相连接,它的输出端与com端在没有输出的情况下是半导通状态,接交流负载常导通,这个新手一定注意。

它一般通过中继与负载连接,此时的中继为直流类型的的,线圈一定主要正负极。

例如MT类型的PLC控制电机,通过24v直流中继的间接控制接触器。

基础知识PLC的输出类型有哪些?

基础知识PLC的输出类型有哪些?

基础知识PLC的输出类型有哪些?
PLC的输出类型有继电器输出,晶体管输出,晶闸管输出,对于不同的输出类型的PLC,需要按照其相应的类型接线方式
一、继电器型PLC输出
此类PLC输出端子采用继电器触点开关,放触点闭合时表示输出为ON,触点断开表示为OFF,因为继电器的触点没有极性,所以输出端使用的负载电既是可以用交流电源(AC100~240),也可以使用直流电源(DC 30V以下)
接线方式:
直接将电源与负载串联起来,再接在输出端子和公共端之间,当PLC内部触点闭合时,输出电路形成回路,电流流过负载
二、晶体管型PLC输出
其内部输出端子使用的是晶体管,当晶体管导通时输出为ON,晶体管截止时输出为OFF,由于晶体管有极性,所以输出端使用的负载电源必须是直接电源(DC 5~30V),
晶体管输出又可以分为漏型输出和源型输出,下面我们讲讲怎么区分漏型输出还是源型输出,
漏型输出:
接线端,漏型输出的公共端接电源负极,电流从PLC输出端的公共端子流出,成为漏型输出。

源型输出:
接线端,漏型输出的公共端接电源正极,电流从PLC输出端的输出端子流出,成为源型输出。

三、晶闸管输出
其PLC内部使用双向晶闸管,(又名可控硅)当晶闸管导通时输出为ON,晶闸管截止时输出为OFF,晶闸管没有极性,输出端负载电源必须使用交流电源(AC 100~240V)。

延长plc触点寿命实战

延长plc触点寿命实战

PLC输出触点有三种:1。

继电器;2。

晶体管;3。

可控硅。

可控硅类型的比较少用,一般都有订货,在此就不讨论。

就厂商给出的寿命来说,继电器型的在容许动作频率、满负载输出时通常标10万次,机械寿命1000万次.这个10万次的电寿命显然是不能接受的,当然这是在极限状态下的数字,厂家一般都留有较大的余量,一般厂家标称最大通断电流是2A,而我从PLC内拆出的继电器上标的是5A。

故实际的寿命不会只有10万次,艾默生网络能源有限公司所做的寿命测试来看,基本在30万次。

对于晶体管来说因是电子元件,只要按要求使用,不人为烧毁的话,只存在衰减老化的问题,其寿命绝对比你那机器寿命长。

怎样延长输出触点的使用寿命呢?对于继电器来说就是提高触点的电寿命,在感性负载的开合瞬间,由于电感具有电流不可突变的特点,因此根据U=L*(dI/dt),将产生一个瞬间的尖峰电压在继电器的两个触点之间,该电压幅值超过继电器的触点耐压的时,触点金属迁移和氧化,出现接触电阻变大、接触不良和触点粘接的现象。

而且动作频率越快现象越严重。

这个持续时间为1MS的尖峰电压也会造成晶体管击穿。

1.驱动感性负载时加装保护电路。

2。

加装中间继电器,减小驱动电流,对不要求负载物理切断的情况下,推荐使用SSR,在安全性要求高的情况下,因SSR存在一个漏电流,可能造成误动作,这时就要使用传统继电器,宁愿继电器被烧毁。

3。

降低动作频率,如受客观条件所限无法降低动作频率时,请使用晶体管型。

点图进入相册点图进入相册点图进入相册PLC的晶体管输出通道电流由于受到电路板布线、器件散热和电源系统的限制,额定输出电流一般为0.2~0。

75A之间,而许多现场功率设备往往需要大电流驱动机械部件运动,这就造成PLC输出功率不足.传统的解决方法是在PLC输出点加装中间继电器,PLC输出驱动继电器线圈,大电流通过继电器触点提供。

但继电器的原理决定了每一次通断都会对其机械寿命产生影响,同时触点通过的电流越大,触点表面氧化现象就越严重,尤其是在感性负载情况下,久而久之就会造成继电器触点粘连。

PLC的硬件基础知识

PLC的硬件基础知识

第1章 PLC 的硬件详细介绍目前市场上主要有德国西门子(SIEMENS);日本三菱(MITSUBISHI)、欧姆龙(OMRON )、富士电机(FUJI )、松下电工;法国施耐德(SCHNEIDER 、MODICON ),韩国三星(SAMSUNG )、ABB 、GE 、日立等公司生产的PLC ,虽然厂商不一样,但其PLC 的原理基本一致。

1.1 PLC 硬件结构和电路PLC 主要由中央处理器(CPU )、存储器(RAM 、ROM )、输入输出单元(I/O )、电源、I/O 扩展接口、外设接口以及外围编程设备等几大部分组成。

其硬件结构图如图1.1所示。

图1.1.1 PLC 硬件结构图外部设备输出设备 微处理器(CPU ) 运算器控制器输出部 件输入部 件系统 存 储 器用户 存 储 器II/O 扩 展 接 口通讯 及 编 程 接 口编程设备计算机打印机等传感器按钮、开关现场信号 电磁阀中间继电器 执行器 输入设备 扩展设备扩展单元 通讯模块 功能模块电源变换器~110V/220V 市电PLC 基本单元1.1.1 中央处理器(CPU)中央处理单元(CPU)一般由控制器、运算器和寄存器组成,这些电路都集成在一个芯片上。

CPU通过地址总线、数据总线、控制总线与存储器、输入输出接口电路连接。

CPU常用的微处理器通常有通用型微处理器(Intel公司的8086、80186、奔腾等系列芯片)、单片机(Intel公司的MCS-96系列单片机等)和位片式微处理器(AMD2900系列微处理器)等三类。

小型PLC多采用单片机或专用CPU,中型PLC大多采用16/32位微处理器或单片机,大型和超大型PLC大多采用高速位片式处理器,具有高速处理能力。

CPU的主要功能:1) 从存储器中读取指令2) 执行指令3) 顺序取指令4) 处理中断、数据传送、逻辑运算、算术运算等1.1.2 存储器(RAM、ROM)PLC的存储器(内部存储器)包括系统存储器和用户存储器。

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继电器型PLC与晶体管型PLC的区别
在很多自动化设备中,电路最终都需要对一些执行部件(如电机、电磁铁)实施控制,电路对这些执行部件的控制可通过继电器、晶体管、晶闸管等开关器件进行。

因此,对于电路的输出端来说,就有了与之对应的“继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出”等类型。

其中,继电器输出和晶体管输出在PLC中最为常见。

虽然都是控制器件,但二者有所不同。

在电压比较高,电流比较大,要注意人身安全时,往往用继电器。

继电器输出一般都是弱电控制的强电,继电器的外壳上面写了输出的电流电压。

晶体管输入和输出没有电隔离,而继电器是电隔离的,在体积有限制的时候,响应时间要很短的时候,都往往采用晶体管控制。

一、在PLC上,这三类输出的区别是什么?
1、继电器输出:优点是不同公共点之间可带不同的交、直流负载,且电压也可不同,带负载电流可达2A/点;但继电器输出方式不适用于高频动作的负载,这是由继电器的寿命决定的。

其寿命随带负载电流的增加而减少,一般在几十万次至Jl百万次之间,有的公司产品可达1000万次以上,响应时间为10ms。

2、晶体管输出:最大优点是适应于高频动作,响应时间短,一般为0.2ms左右,但它只能带 DC5-30V的负载,最大输出负载电流为0.5A/点,但每4点不得大于0.8A。

3、晶闸管输出:带负载能力为0.2A/点,只能带交流负载,可适应高频动作,响应时间为1ms。

所以,当你的系统输出频率为每分钟6次以下时,应首选继电器输出,因其电路设计简单,抗干扰和带负载能力强。

当频率为10次/min以下时,既可采用继电器输出方式;也可采用PLC输出驱动达林顿三极管(5-10A),再驱动负载,可大大减小。

二、常见的输出类型是继电器型和晶体管型,那么两者的区别是什么?
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、过载能力不同
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、响应速度不同
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)。

晶体管主要用于定位控制,要用晶体的输出来发出脉冲。

而继电器是不能用发出脉冲的,也就不能定位控制了。

如果用继电器去控制定位伺服或是步进的话就还要加定位模块,经济上不划算。

而用一个晶体管输出的就可以控制伺服等。

5、使用寿命不同
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。

6. 工作电压不同
继电器提供的是干接点,可以交直流两用,适应电压范围宽,但有些情况下信号不够“干净”(有毛刺)。

晶体管(包括晶闸管)输出属于有源开关,要求负载必须匹配或者适应相应电源,对电感性负载,有时还要考虑配二极管。

三、这三类输出的优缺点各是什么?
1、继电器优点:交流及直流负载都可以驱动;负载额定电流大;缺点:动作频率不能太高,同时继电器是有寿命的,一般100万次。

2、晶体管优点:动作频率可以达到几百KHZ,无触点,因此不存在机械寿命的说法;缺点:只能接直流负载(一般DC30V以下),电流比较小。

3、晶闸管优点:动作频率比较高,寿命长;缺点:只能接交流负载,负载额定电流比较小。

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