PLC输出点可靠性设计

本文基于西门子SMART系列PLC，阐述PLC输出口与外设负载的合理搭配。在项目实践中，PLC输出口因使用不合理而损坏的比较多。PLC往往是设备控制的核心，包括硬件和软件，且价格高，一旦内部损坏，维修更换周期长。即使家里有矿，不差钱，换新的，你有可能没有控制程序;就是有程序，也不一定会进行系统配置和下载，总之对客户来说很麻烦，很生气。

一. 先说明以MOSFET为控制元件的晶体管输出点，每点输出电流仅0.5A～0.7A，且没有完善的过载、过压保护，仅能直接驱动电阻性直流小负载，例如，作为变频器、伺服单元的输入控制信号，驱动状态指示灯等。如需驱动电感性负载和大功率负载，请务必使用固态继电器或直流中间继电器进行隔离，再根据功率大小决定是否使用接触器。

1.当晶体管输出点用于位置控制，输出高速脉冲时，因多数伺服单元或步进驱动器主要用于配接机床CNC系统，其位置指令输入口是按5V系统设计的差分驱动，而PLC的晶体管输出H电平接近24VDC,此时需要配置合适的限流电阻，才可互连，否则将损坏伺服输入口或PLC输出口，如图一所示，2.7K电阻就是限流电阻。

2.交流或直流固态继电器均内置有完善的过电压保护电路，以吸收浪涌电压、反电动势，且可以实现DC到AC隔离转换。当控制频繁动作的液压电磁阀、电磁铁、气动阀、单相电机等小功率负载时，一般均用固态继电器对PLC进行保护隔离、功率转换及直流电到交流电转换。如图二、图三所示。

3.对于大功率交流负载，可以通过直流继电器控制交流接触器加以实现，要注意的是继电器需选用带续流二极管的型号，最好还含有动作指示灯;交流接触器选用带阻容保护模块的型号，以提高系统可靠性和抗干扰性能，如图四所示。

也可以用交流固态继电器控制交流接触器线圈的方式加以实现，此时可选用不带阻容模块的接触器，因为交流固态继电器内部含有类似电路，如图五所示。

PLC继电器型输出点，为其内部微型继电器输出的NO干接点，既可控制交流负载，也可用于控制直流负载，但驱动能力很差，每点输出电流仅0.5A~2A 。在工业现场，触点直流电源用DC24V，交流电源用AC220V。需要注意的是触点交流电源不能用AC380V，因为380V电压对于微型继电器而言，是很不安全的。1.对于阻性直流小负载及伺服单元的控制信号，可用PLC输出触点直接控制，但需要在紧靠电源处加装穿线管式熔断器，以防导线破皮短路及元件短路时，不致损坏PLC输出点，如图一、图二所示，FU1、FU2即为穿线管式熔断器。

2.对于交流小负载，一般不能用PLC触点直接驱动。因为工业现场交流小负载供电电压为AC220V或AC380V，负载本身电流并不大，但发生短路时电流很大，如用PLC输出点直接控制，触点会瞬间熔化粘结在一起或整个微型继电器烧焦。为了保护PLC输出点，均采用直流继电器进行隔离，再用继电器NO触头去控制交流小负载，即使直流继电器烧坏，更换也方便，损失小速度快，如图三所示。为了提高整个系统可靠性，交流电源侧要加装单相断路器，以提供短路和过载保护，如图三中的QF1所示。

3.对于大功率负载，一般用交流接触器进行控制，此时可用PLC输出触点直接控制接触器线圏。需要注意的是，接触器应选用带阻容吸收模块的型号，AC220控制电源侧要加装熔断器，如图四所示的FU1 。为了提高整个系统可靠性，接触器线圈总回路中应串接热保护器NC触头;串接缺相保护器的NC触头及急停按钮的NC触头。以使主电路发生故障时，能及时断电停机。如图四所示的FR1、OP1及SB1 。

审核编辑：汤梓红