4. 繼電器與晶體管輸出選型原則

　　繼電器型輸出驅(qū)動電流大，響應慢，有機械壽命，適用于驅(qū)動中間繼電器、接觸器的線圈、指示燈等動作頻率不高的場合。晶體管輸出驅(qū)動電流小，頻率高，壽命長，適用于控制伺服控制器、固態(tài)繼電器等要求頻率高、壽命長的應用場合。在高頻應用場合，如果同時需要驅(qū)動大負載，可以加其他設備（如中間繼電器，固態(tài)繼電器等）方式驅(qū)動。

　　4.1驅(qū)動感性負載的影響

　　圖2? 驅(qū)動感性負載時產(chǎn)生的瞬間高壓

　　繼電器控制接觸器等感性負載的開合瞬間，由于電感具有電流具有不可突變的特點，因此根據(jù)U=L*（dI/dt），將產(chǎn)生一個瞬間的尖峰電壓在繼電器的兩個觸點之間，該電壓幅值超過繼電器的觸點耐壓的降額；繼電器采用的電磁式繼電器，觸點間的耐受電壓是1000V（1min），若觸點間的電壓長期的工作在1000V左右的話，容易造成觸點金屬遷移和氧化，出現(xiàn)接觸電阻變大、接觸不良和觸點粘接的現(xiàn)象。而且動作頻率越快現(xiàn)象越嚴重。瞬間高壓如下圖2 所示，持續(xù)的時間在1ms以內(nèi)，幅值為1KV以上。晶體管輸出為感性負載時也同樣存在這個問題，該瞬時高壓可能導致晶體管的損壞。

　　因此當驅(qū)動感性負載時應在負載兩端接入吸收保護電路。當驅(qū)動直流回路的感性負載（如繼電器線圈）時，用戶電路需并聯(lián)續(xù)流二極管（需注意二極管極性）；若驅(qū)動交流回路的感性負載時，用戶電路需并聯(lián)RC浪涌吸收電路，以保護PLC的輸出觸點。PLC輸出觸點的保護電路如圖3所示。

　　4.2使用中應注意的事項

　　目前市場上經(jīng)常出現(xiàn)繼電器問題的客戶現(xiàn)場有一個共同的特點就是：出現(xiàn)故障的輸出點動作頻率比較快，驅(qū)動的負載都是繼電器、電磁閥或接觸器等感性負載而且沒有吸收保護電路。因此建議在PLC輸出類型選擇和使用時應注意以下幾點：

　?。?）一定要關注負載容量。輸出端口須遵守允許最大電流限制（如表1所示），以保證輸出端口的發(fā)熱限制在允許范圍。繼電器的使用壽命與負載容量有關，當負載容量增加時，觸點壽命將大大降低（如表2所示），因此要特別關注。

　　（2）一定要關注負載性質(zhì)。根據(jù)第4節(jié)的分析，感性負載在開合瞬間會產(chǎn)生瞬間高壓，因此表面上看負載容量可能并不大，但是實際上負載容量很大，繼電器的壽命將大大縮短，因此當驅(qū)動感性負載時應在負載兩端接入吸收保護電路。尤其在工作頻率比較高時務必增加保護電路。從客戶的使用情況來看，增加吸收保護電路后的改善效果十分明顯。

　　根據(jù)電容的特性，如果直接驅(qū)動電容負載，在導通瞬間將產(chǎn)生沖擊浪涌電流，因此原則上輸出端口不宜接入容性負載，若有必要，需保證其沖擊浪涌電流小于規(guī)格（見表1）說明中的最大電流。

　?。?）一定要關注動作頻率。當動作頻率較高時，建議選擇晶體管輸出類型，如果同時還要驅(qū)動大電流則可以使用晶體管輸出驅(qū)動中間繼電器的模式。當控制步進電機/伺服系統(tǒng)，或者用到高速輸出/PWM波，或者用于動作頻率高的節(jié)點等場合，只能選用晶體管型。PLC對擴展模塊與主模塊的輸出類型并不要求一致，因此當系統(tǒng)點數(shù)較多而功能各異時，可以考慮繼電器輸出的主模塊擴展晶體管輸出或晶體管輸出主模塊擴展繼電器輸出以達到最佳配合。

　　5. 結論

　　本文簡要比較了PLC的繼電器和晶體管兩種輸出類型的工作原理及特點，提出了在選型和使用中應注意的事項。 事實證明，根據(jù)負載性質(zhì)和容量以及工作頻率進行正確選型和系統(tǒng)設計，輸出口的故障率明顯下降，客戶十分滿意。