延长plc触点寿命实战.docx

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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。

功率放大模块（或称电子继电器）以电子器件替代机械式继电器的触点，PLC的输出信号驱动内部的场效应管使其导通，大电流信号通过场效应管向设备供电。

当诸如直流电机、电磁阀等大功率直流设备需要频繁启动时，使用功率放大模块具有传统继电器无可比拟的优势。

主要表现在：

◆免维护，无通断寿命限制;◆微秒级导通和关断时间，是继电器的千分之一；◆带有感性负载保护功能；◆输出通道可并联,实现更大的输出电流

固态继电器

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楼主给出的参数表就是它的性能吗?

现在很多常效应管都可以到这个参数了。

不过你每路5A的电流，8路可就是40A了，这个电压，你的电路板布线可是要足够的大哦

机器动作频繁时使用无触点继电器组

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价格（元/个）

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混批

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湖南长沙开福区

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100个

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窗体顶端

窗体底端

应用范围

信号

品牌

HL

型号

HL—N16-D24（16路，配西门子PLC）

产品系列

3RH11

触点形式

无

额定电压

AC/DC24（V）

电流性质

直流

外形

超小型

功率负载

小功率

防护特征

敞开式

直流电阻

-（Ω）

吸合电流

-（A）

释放电流

-（A）

线圈功率

—（W）

额定工作频率

—（Hz）

产品介绍：

  无触点继电器组用于扩展PLC输出的带负载的能力,可以驱动6~16通径电磁阀，小功率直流电机等感性负载.无触点继电器组内部集成了输入输出状态指示，大功率电子开关，续流二极管等组成;完成用微弱的电压信号控制较大的电流。

无触点继电器组N*＊—D24与PNP晶体管输出型或继电器输出型PLC输出最佳匹配（例如:

西门子）。

适用PLC型号：

 西门子等PLC

特点及优点：

∙无触点继电器组内部全部采用贴片工艺生产，采用进口元器件，增强了抗干扰性能；

∙集成度高，体积小巧，结构紧凑，便于安装，有利于减少控制箱尺寸，降低成本。

∙内部电子开关导通电阻低到20mΩ，连续电流达3安，功率耗损极低，不发热，摒弃了传统电子开关的散热片；

∙输入输出状态指示，设备调试时简单明了；

∙4通道一组,和继电器比可以少接很多线；

∙模块化拼装，根据需要选择所需路数，避免不必要的浪费；

∙输入输出接线端子异侧排列，便于布线；

∙标准导轨安装，拆装方便；

∙感性负载不用额外接续流二极管；

∙超长的使用寿命，使设备维护变得省心；

∙无触点继电器组响应速度快，最高可达1KHz，普通电磁阀除了用于开关和换向外，通过调节占空比,使普通电磁阀变为无冲击阀成为可能；在比例阀简单改变流量和压力的应用中可以取代比例阀放大器，给低成本提供途径。

工作参数表：

∙工作电源：

24VDC（+/-10%）；

∙输入阻抗：

6.3K（输入电压24VDC）；

∙输入电流：

3。

8mA；

∙单通道最大输出连续电流：

3安培；

∙每组输出总电流不超过10安培；

∙有效电平：

N型高电平有效;P型低电平有效;

∙最大切换速度:

1KHz；

∙线径范围:

24-12AWG；

∙端子扭矩：

0.4Nm（3.6Lb。

in）；

∙通道数：

4通道一组；各通道相互独立，各组相互独立;

∙工作温度：

0—+70℃;存储温度：

—10—100℃；

∙外形尺寸（宽＊高*长）：

82x42x25*N（N=2/3/4/8）；

∙安装方式:

带标准导轨卡式安装；

∙防护级别:

IP40；

∙状态显示：

绿色:

电源指示;红色：

各通道输入输出工作指示；

∙寿命：

≥100000000次；

关于PLC输出类型的选择及使用中的注意事项

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佚名来源：

未知

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．继电器和晶体管输出工作原理

　　　继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。

电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的（如图1所示）。

只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。

当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。

这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。

从继电器的工作原理可以看出,它是一种机电元件,通过机械动作来实现触点的通断，是有触点元件。

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.

项目

继电器输出端口

晶体管输出端口

外部电源

250Vac、30Vdc以下

5~24Vdc

电路绝缘

继电器机械绝缘

光耦绝缘

动作指示

继电器输出触点闭合指示灯点亮

光耦被驱动时指示灯点亮

开路时漏电流

/

小于0。

1mA/30Vdc

最小负载

2mA/5Vdc

5mA（5～24Vdc）

最大输出电流

电阻负载

2A/1点；

8A/4点组公共端；

8A/8点组公共端

Y0、Y1:

0.3A/1点

其他:

0。

3A/1点

0.8A/4点

1.2A/6点

1。

6A/8点

8点以上每增加1点允许总电流增加0.1A

感性负载

220Vac，80VA

Y0、Y1:

7。

2W/24Vdc

其他:

12W/24Vdc

电灯负载

220Vac，100W

Y0、Y1：

0。

9W/24Vdc

其他:

1.5W/24Vdc

响应时间

ON-OFF

最多20ms

Y0、Y1:

10us

其他：

0.5ms

OFF-ON

最多20ms

Y0、Y1最高输出频率

/

每通道100kHz

输出公共端

Y0－COM0;Y1－COM1;Y2以后至多每8个端口使用1个公共端，每个公共端之间彼此隔离

熔断器保护

无

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。

负荷容量

动作频率条件

触点寿命

220VAC,15VA

1秒ON/1秒OFF

320万次

220VAC,30VA

1秒ON/1秒OFF

120万次

220VAC，60VA

1秒ON/1秒OFF

30万次

表2继电器使用寿命

4．继电器与晶体管输出选型原则

继电器型输出驱动电流大，响应慢,有机械寿命,适用于驱动中间继电器、接触器的线圈、指示灯等动作频率不高的场合。

晶体管输出驱动电流小，频率高，寿命长，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。

在高频应用场合，如果同时需要驱动大负载,可以加其他设备（如中间继电器，固态继电器等）方式驱动。

5．驱动感性负载的影响

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。

而且动作频率越快现象越严重.瞬间高压如下图2所示，持续的时间在1ms以内，幅值为1KV以上.晶体管输出为感性负载时也同样存在这个问题，该瞬时高压可能导致晶体管的损坏。

因此当驱动感性负载时应在负载两端接入吸收保护电路.当驱动直流回路的感性负载（如继电器线圈）时，用户电路需并联续流二极管（需注意二极管极性）；若驱动交流回路的感性负载时，用户电路需并联RC浪涌吸收电路,以保护PLC的输出触点.PLC输出触点的保护电路如图3所示。

图3PLC输出触点的保护电路

6．使用中应注意的事项

目前市场上经常出现继电器问题的客户现场有一个共同的特点就是：

出现故障的输出点动作频率比较快，驱动的负载都是继电器、电磁阀或接触器等感性负载而且没有吸收保护电路。

因此建议在PLC输出类型选择和使用时应注意以下几点:

（1）一定要关注负载容量。

输出端口须遵守允许最大电流限制（如表1所示），以保证输出端口的发热限制在允许范围。

继电器的使用寿命与负载容量有关，当负载容量增加时,触点寿命将大大降低（如表2所示），因此要特别关注.

（2）一定要关注负载性质.根据第4节的分析,感性负载在开合瞬间会产生瞬间高压，因此表面上看负载容量可能并不大，但是实际上负载容量很大，继电器的寿命将大大缩短，因此当驱动感性负载时应在负载两端接入吸收保护电路。

尤其在工作频率比较高时务必增加保护电路。

从客户的使用情况来看，增加吸收保护电路后的改善效果十分明显。

根据电容的特性，如果直接驱动电容负载，在导通瞬间将产生冲击浪涌电流,因此原则上输出端口不宜接入容性负载，若有必要，需保证其冲击浪涌电流小于规格（见表1）说明中的最大电流。

（3）一定要关注动作频率.当动作频率较高时，建议选择晶体管输出类型，如果同时还要驱动大电流则可以使用晶体管输出驱动中间继电器的模式.当控制步进电机/伺服系统，或者用到高速输出/PWM波，或者用于动作频率高的节点等场合,只能选用晶体管型。

PLC对扩展模块与主模块的输出类型并不要求一致，因此当系统点数较多而功能各异时，可以考虑继电器输出的主模块扩展晶体管输出或晶体管输出主模块扩展继电器输出以达到最佳配合。

事实证明，根据负载性质和容量以及工作频率进行正确选型和系统设计，输出口的故障率明显下降，客户十分满意。