1. 引言

　　科技發(fā)展到當(dāng)今，對PLC的應(yīng)用已經(jīng)非常多了。今天我們來介紹PLC的輸出類型繼電器和晶體管。它們兩者的工作參數(shù)差別較大，使用前需加以區(qū)別，以免誤用而導(dǎo)致產(chǎn)品損壞。本文簡要介紹了繼電器和晶體管輸出的特點(diǎn)及使用中的注意事項(xiàng)。

　　2. 繼電器和晶體管輸出工作原理

　　繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的（如圖1所示）。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。從繼電器的工作原理可以看出，它是一種機(jī)電元件，通過機(jī)械動作來實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)的通斷，是有觸點(diǎn)元件。

　　圖1 電磁式繼電器結(jié)構(gòu)圖

　　晶體管是一種電子元件，它是通過基極電流來控制集電極與發(fā)射極的導(dǎo)通。它是無觸點(diǎn)元件。

　　3. 繼電器與晶體管輸出的主要差別

　　（1）繼電器輸出

　　優(yōu)點(diǎn)是不同公共點(diǎn)之間可帶不同的交、直流負(fù)載，且電壓也可不同，帶負(fù)載電流可達(dá)2A／點(diǎn)；但繼電器輸出方式不適用于高頻動作的負(fù)載，這是由繼電器的壽命決 定的。其壽命隨帶負(fù)載電流的增加而減少，一般在幾十萬次至Jl百萬次之間，有的公司產(chǎn)品可達(dá)1000萬次以上，響應(yīng)時間為10ms。

　　（2）晶體管輸出

　　最大優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)于高頻動作，響應(yīng)時間短，一般為0.2ms左右，但它只能帶 DC 5-30V的負(fù)載，最大輸出負(fù)載電流為0.5A/點(diǎn)，但每4點(diǎn)不得大于0.8A。

　　當(dāng)你的系統(tǒng)輸出頻率為每分鐘6次以下時，應(yīng)首選繼電器輸出，因其電路設(shè)計簡單，抗干擾和帶負(fù)載能力強(qiáng)。當(dāng)頻率為10次／min以下時，既可采用繼電器輸出方式；也可采用PLC輸出驅(qū)動達(dá)林頓三極管（5-10A），再驅(qū)動負(fù)載，可大大減小。

　　繼電器?

??? 優(yōu)點(diǎn)：交流及直流負(fù)載都可以驅(qū)動；負(fù)載額定電流大；

　　缺點(diǎn)：動作頻率不能太高，同時繼電器是有壽命的，一般100萬次；

　　晶體管

??? 優(yōu)點(diǎn)：動作頻率可以達(dá)到幾百KHZ，無觸點(diǎn)，因此不存在機(jī)械壽命的說法；

　　缺點(diǎn)：只能接直流負(fù)載（一般DC30V以下），電流比較小；

　　雙向可控硅（晶閘管輸出）：只能接交流的負(fù)載，動作頻率比較高，壽命長，但負(fù)載的額定電流也比較小

　　晶體管主要用于定位控制，要用晶體的輸出來發(fā)出脈沖。而繼電器是不能用發(fā)出脈沖的，也就不能定位控制了。如果用繼電器去控制定位伺服或是步進(jìn)的話就還要加定位模塊，經(jīng)濟(jì)上不劃算。而用一個晶體管輸出的就可以控制伺服等。就這么回事。? 依據(jù)生產(chǎn)工藝要求，各種指示燈、變頻器/數(shù)字直流調(diào)速器的啟動停止應(yīng)采用晶體管輸出，它適應(yīng)于高頻動作，并且響應(yīng)時間短；如果PLC 系統(tǒng)輸出頻率為每分鐘6 次以下，應(yīng)首選繼電器輸出，采用這種方法，輸出電路的設(shè)計簡單，抗干擾和帶負(fù)載能力強(qiáng)。

　　1.負(fù)載電壓、電流類型不同

　　負(fù)載類型：晶體管只能帶直流負(fù)載，而繼電器帶交、直流負(fù)載均可。

　　電流：晶體管電流0.2A-0.3A，繼電器2A。

　　電壓：晶體管可接直流24V（一般最大在直流30V左右，繼電器可以接直流24V或交流220V。

　　2.負(fù)載能力不同

　　晶體管帶負(fù)載的能力小于繼電器帶負(fù)載的能力，用晶體管時，有時候要加其他東西來帶動大負(fù)載（如繼電器，固態(tài)繼電器等）。

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表1 輸出端口規(guī)格

　　3.晶體管過載能力小于繼電器過載的能力

　　一般來說，存在沖擊電流較大的情況時（例如燈泡、感性負(fù)載等），晶體管過載能力較小，需要降額更多。

　　4.晶體管響應(yīng)速度快于繼電器

　　繼電器輸出型原理是CPU驅(qū)動繼電器線圈，令觸點(diǎn)吸合，使外部電源通過閉合的觸點(diǎn)驅(qū)動外部負(fù)載，其開路漏電流為零，響應(yīng)時間慢（約10ms）。

　　晶體管輸出型原理是CPU通過光耦合使晶體管通斷，以控制外部直流負(fù)載，響應(yīng)時間快（約0.2ms甚至更?。?。晶體管輸出一般用于高速輸出，如伺服／步進(jìn)等，用于動作頻率高的輸出：如溫度ＰＩＤ控制， 主要用在步進(jìn)電機(jī)控制，也有伺服控制，還有電磁閥控制（閥動作頻率高）。

　　5.在額定工作情況下，繼電器有動作次數(shù)壽命，晶體管只有老化沒有使用次數(shù)限制

　　繼電器是機(jī)械元件所以有動作壽命，晶體管是電子元件，只有老化，沒有使用次數(shù)限制。繼電器的每分鐘開關(guān)次數(shù)也是有限制的，而晶體管則沒有。

　　6.使用壽命不同

　　繼電器由于是機(jī)械元件受到動作次數(shù)的壽命限制，且與負(fù)載容量有關(guān)，詳見表2，從表中可以看出，隨著負(fù)載容量的增加，觸點(diǎn)壽命幾乎按級數(shù)減少。晶體管是電子原件只有老化，沒有使用壽命限制。

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表2? 繼電器使用壽命

　　7.價格不同

　　晶體管輸出的價格稍貴一點(diǎn)。