西门子模块6ES7322-1BF01-0AA0参数详细
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。 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),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)。
图2NPN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。
图4 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,大允许输出为0.8A/4点)。 |
(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。
(3)晶体管输出:
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,大输出负载电流为0.5A/点,但每4点不得大于0.8A。
当你的系统输出频率为每分钟6次以下时,应继电器输出,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。
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,继电器是有寿命的,一般100万次;
晶体管优点:动作频率可以达到几百KHZ,无触点,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;
双向可控硅(晶闸管输出):只能接交流的负载,动作频率比较高,寿命长,但负载的额定电流也比较小
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。就这么回事。 依据生产工艺要求,各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动停止应采用晶体管输出,它适应于高频动作,并且响应时间短;如果PLC系统输出频率为每分钟6 次以下,应继电器输出,采用这种方法,输出电路的设计简单,抗干扰和带负载能力强。
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. 晶体管输出的价格稍贵一点.
在众多的操作系统中均要求电动机能够实现正反转给操作,从电动机的工做原理中可知,需将三相电源中的任意两个进行对调,就能实现电动机的反向运转,电动机实现正反转的实质便是电源进线的调换。但若仅调换进线,容易导致电源短路,必须设置互锁,图2是三相异步电动机正反转的原理设计图,图中KM1和KM2均是交流接触器主触头,当KM1吸合时,KM2交流接触器主触头就会断开,便可实现电机的正转。若是断开交流接触器主触头KM1,KM2就会吸合,此时电动机则会实现反转,图中的FU1主要用于防止电源短路,圆形代表电机M。
由上图可知,plc程序在使用中软件互锁功能并不可靠。需在硬件总添加互锁,地址分配表如表1所示,除了在硬件中添加互锁外,还需做一个热保护装置。
根据所设计的设备具体功能与需求画出PLC梯形图,梯形图如图3所示。对其进行解析,即可得到编程程序代码。
设计得到的程序如下:
0 LD X000
1 OR Y005
2 ANI X002
3 ANI Y004
4 OUT Y005
5 LD X001
6 OR Y004
7 ANI X002
8 ANI Y005
9 OUT Y004
10 END
在图3梯形图中,PLC外部按钮所控制的常开触点主要是左母线的等级以及第二等级的X001触点和X002触点,只需按钮便可使得X000或X001任意一个常开触点闭合,输出继电器Y005或继电器Y004就能通过相应线路形成闭合回路,进而使常开接触点Y005或Y004实现自锁功能实现电动机的正反转。停止通过PLC外部的按钮实现,按钮通过释放X002常开接触点,使得继电器断电引发电动机停止运转