Транзисторный выход контроллера что это

Тема: транзисторные выходы плк

транзисторные выходы плк

добрый день.
на практике столкнулись со следующей проблемой:
при выключенном выключенном транзисторном выходе на выход было подано 24в постоянного тока, после чего выход оказался пробитым на плюс питания.
почему в плк с транзисторным выходом не предусмотрена защита транзистора?
хотелось бы в более современных контроллерах овен увидеть хотя бы часть изописанных защит: перенапряжение, обратные выбросы, короткое замыкание
P.s. подключение реле к транзисторному выходу обязательно требует наличие внешнего диода от обратного напряжения. неужели так трудно этот диод разместить внутри на плате заблаговременно! — тем самым сократить количество возвращаемых назад контроллеров с пробитыми выходами, и облегчить жизнь производственникам!

с уважением мотренко е.и.

Последний раз редактировалось Николаев Андрей; 04.12.2009 в 10:04 .

Сухое, мокрое и дискретное — все о контактах

Дискретный вход (Цифровой вход) — это вход прибора или контроллера для подключения неких внешних устройств или датчиков, чей выход имеет конечное число устойчивых состояний. В системах мониторинга, сетевой автоматики, в охранно-пожарных системах и охранном телевидении, например, таких состояния 2: «замкнуто» и «разомкнуто». Примером дискретного входа может служить, например, шлейф многих охранных сигнализаций, срабатывающих на разрыв линии. Каждый вход для подключения охранных шлейфов в таких системах, по сути, является дискретым входом, который воспринимает только 2 состояния — или обрыв, или, наоборот, замыкание.

Аналоговый вход — более широкое понятие. В отличии от дискретных сигналов (когда имеется конечное число устойчивых состояний, например 2) аналоговые сигналы могут иметь сложную форму и зависимости. Например, изменяющийся уровнеь напряжения или тока в цепи — это аналоговый сигнал. Аналоговый вход контроллера представляет собой вход т. н. АЦП (аналого-цифрового преобразователя — специального устройства, преобразующего аналоговый сигнал в цифровую последовательность (код) для дальнейшей обработки внутри контроллера. Аналоговые входы можно использовать, например, для измерения уровня напряжения, величины сопротивления или протекающего тока и т. д. и т. п.

Дискретный выход (Цифровой выход) — это выход датчика или контрольного прибора, который имеет 2 устойчивых состояния, например, «замкнут» и «разомкнут». Это может быть дверной датчик охранной сигнализации (магнитоконтакт, «геркон»), концевой выключатель, кнопка или выход реле какого-либо прибора. На самом деле, даже транзисторный выход микроконтроллера (типа «открытый коллектор») так же является дискретным, т.к. тоже имеет 2 устойчивых состояния — включен или выключен (транзистор открыт или транзистор закрыт), но в современной автоматике чаще всего можно встретить дискретный выход именно в виде контактов реле, работающих на замыкание, размыкание, или с перекидной контактной круппой — выходы «нормально замкнут» (НЗ, NC), «нормально разомкнут» (НР, NO) и «общий» (C).

«Сухой контакт» — термин, означающий отсутствие гальванической связи между этим контактом и другими электрическими цепями прибора или с землей. То есть это контакт, который гальванически полностью отвязан от всех цепей управляющего устройства. Согласно другом определению «сухим контактом» называют контакт, между выводами которого в любом состоянии нет никакого подведенного напряжения (при отсутствии внешних цепей). Пример «сухого контакта» — выходы реле различных приборов, выключатели, кнопки и т. п.

В противоположность «сухому контакту» существует понятие «мокрый контакт». Это контакт, который в одном из своих положений имеет некое самостоятельно создаваемое напряжение между своими выводами и/или не имеет гальванической развязки с остальными цепями прибора и его источником питания. Пример такого контакта — аналоговый вход контроллера, оптической развязки или выход типа «открытый коллектор».

• Замки и доводчики Abloy
• Видеонаблюдение
• Дистанционный мониторинг
• Системы охраны периметра
• Охранно-пожарная сигнализация
• Системы контроля доступа
• Системы оповещения, музыкальной трансляции и конференцсистемы
• Автоматические ворота и шлагбаумы
• Охрана акваторий
• Управление умным домом
• Технологии анализа голоса
• Сетевое оборудование Cisco
• Заметки специалиста

Типы дискретных выходов ПЛК

Современные интеллектуальные устройства (контроллеры, регуляторы, датчики) имеют дискретные выходы для передачи другим устройствам сигналов о возникающих событиях, а так же для управления исполнительными устройствами. Эти входы могут быть всего нескольких типов.

Промышленные контроллеры, как правило, используют только релейные и транзисторные выходы. В регуляторах иногда встречаются другие разновидности. Далее мы разберём каждый из типов и определим их принцип работы, достоинства и недостатки.

Релейный выход

Такой выход представляет собой обычное электромагнитное реле, управляемое внутренней логикой контроллера. С помощью такого выхода можно скоммутировать любую внешнюю силовую нагрузку: электрическую печь, клапан, насос, привод и т.д. При этом необходимо учитывать мощность коммутируемого устройства (чтобы максимально возможный ток, протекающий в цепи не превышал предельный ток указанный для этого выхода). В технических характеристиках обязательно указывают нагрузочную способность выхода. Может быть 1, 2…10А — это и есть основная характеристика релейного выхода.

Ещё релейные выходы различают по количеству контактов. Как у обычного реле, у релейного выхода могут быть нормально-открытый (НО) и нормально-закрытый (НЗ) контакты. Чаще всего на корпус устройства выводят только НО контакт, как наиболее часто применяемый, для экономии места.

Однако встречаются ПЛК и модули дискретного вывода, где релейный выход имеет перекидной ключ с одним общим контактом — такой ключ называют перекидным.

Схема подключения ОВЕН ПЛК150

Как видно на схеме, дискретные выходы DO1 и DO2 имеют перекидной контакт (3 вывода), а DO3 и DO4 только НО контакт.

Теперь рассмотрим преимущества и недостатки релейного выхода.

• выход уже готов к коммутации силовой (или слаботочной) нагрузки — нет необходимости в использовании внешних реле
• не нужно устанавливать внешний источник пропитки выходов
• релейные выходы независимы друг от друга и могут коммутировать разные по характеристикам цепи (например, один выход может включать лампу на 220В, а другой — капан на 12 В)
• не греются

• искрение контактов при коммутации индуктивной нагрузки
• меньший ресурс (по сравнению с выходом типа «транзисторный ключ»)
• возможно залипание контактов реле при перегрузке
• задержка при срабатывании относительно большая (опять же по сравнению с выходом типа «транзисторный ключ»)

Транзисторный выход (транзисторная оптопара)

Дискретный выход типа «транзисторный ключ» — это электронный ключ реализованный на полевом или биполярном транзисторе. Транзистор пропускает электрический ток, когда на его базу приходит управляющее напряжение.

Такое включение транзистора называют схемой с открытым коллектором.

Транзисторный ключ может коммутировать только цепи постоянного тока. В промышленном оборудовании как стандарт де-факто для дискретных сигналов (как и аналоговых) используется напряжение 24 В. Но ничего не мешает такому выводу коммутировать цепь с напряжением, например, 12 В.

Транзисторные выходы обычно объединяют в каскады.

Существует две разновидности транзисторных выходных каскадов: для втекающего и вытекающего тока.

Выходные каскады для втекающих (слева) и вытекающих (справа) токов. (рисунок с сайта www.bookasutp.ru)

Эти схемы отличаются только общим выводом для каскада. В схеме со втекающим током общим общим выводом является земля, а в противоположном случае общий вывод — питание.

Рассмотрим преимущества и недостатки выхода типа «транзисторный ключ».

• отсутствует искрение контактов и их залипание
• существенно больший ресурс работы
• малая задержка срабатывания
• возможна высокая частота коммутации

• для коммутации силовой нагрузки нужно использовать внешнее реле
• необходимо отдельно пропитывать выходной контакт. Часто для этого требуется отдельный внешний блок питания
• чаще всего выходы связаны в один каскад, поэтому могут коммутировать только устройства, находящиеся в одной цепи
• могут коммутировать только цепи постоянного тока

Симисторный выход (симисторая оптопара)

Этот тип выхода по принципу работы, подключению, достоинствам и недостаткам аналогичен транзисторному входу. Однако, симисторный выход может коммутировать цепи переменного тока.

Такой выход редко встречается в ПЛК. Чаще всего его имеют регуляторы. Например, ПИД-регулятор температуры, который управляет индуктивной нагрузкой (электрическая печь). В этом случае симисторный выход удобен тем, что он как и релейный может коммутировать силовую нагрузку, но исключает искрение контактов.

Подключение устройств с выходом «открытый коллектор» к Wiren Board

Выход «открытый коллектор» представляет собой транзистор, коллектор которого не соединен с другими цепями схемы внутри устройства, а эмиттер подключен к общей шине. Этот транзистор работает в ключевом режиме и управляется сигналами от предыдущей части схемы. Состояние запертого транзистора (режим отсечки) соответствует логической единице, состояние открытого транзистора (режим насыщения) — логическому нулю.

Открытый коллектор позволяет значительно увеличить предельно допустимый ток дискретного выхода и использовать дискретный выход для прямого управления маломощной нагрузкой.

Выход открытый коллектор «подтягивается» через внешний резистор к внешнему источнику питания и поэтому может быть использован для связи устройств с разными уровнями рабочего напряжения.

Правила подключения

Схема подключения выхода «открытый коллектор»

• Для формирования сигнала на выходе «открытый коллектор» его подключают к источнику питания через внешний резистор номиналом несколько сотен Ом.
• Номинал резистора рассчитывается индивидуально, исходя из требований к быстродействию и потребляемой мощности. Для более высокого быстродействия сопротивление нужно снизить, при этом вырастет потребляемая мощность.
• Выходы открытый коллектор можно соединять параллельно. Это позволит управлять более мощной нагрузкой.
• В закрытом состоянии транзистор имеет высокое, но не бесконечное сопротивление, поэтому через него все равно будет протекать небольшой ток утечки.

Подключение к контроллеру Wiren Board

Общая информация

Есть три способа подключить такие устройства к контроллеру:

1. С помощью модуля ввода-вывода WBIO-DI-WD-14 (14 каналов). Выход «открытый коллектор» подключите к клемме Dx модуля. Землю устройства к iGND модуля.
2. С помощью модуля расширения WBE2-DI-DR-3 (3 канала). Выход «открытый коллектор» подключите к клемме Ox соответствующей модулю расширения, а землю устройства к GND контроллера.
3. Можно подключать к клеммам Ax (D1) контроллера Wiren Board, при этом нужно также подключить внешний подтягивающий резистор между 5Vout и соответствующей клеммой Ax номиналом около 10 кОм. Соедините земли устройства и контроллера.