在PLC控制系統(tǒng)輸出中，開關(guān)量輸出信號(hào)占的比重最大，如各種繼電器/接觸器、電磁閥/電磁鐵的線圈輸出、指示燈輸出等。當(dāng)負(fù)載較小時(shí)，一般都可用PLC的輸出直接驅(qū)動(dòng)，但對(duì)大電流負(fù)載需要經(jīng)中間繼電器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，用中間繼電器的觸點(diǎn)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

  為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力與工作可靠性，在PLC輸出接口電路中，通常也都采用光電隔離的措施，同時(shí)還設(shè)計(jì)有各種濾波電路，以消除干擾。PLC的輸出連接通常采用接線端子的形式。

  PLC輸出負(fù)載的電源原則上都需要外部提供，根據(jù)負(fù)載電源的類型與實(shí)際需要的驅(qū)動(dòng)電流大小，可以選擇不同類型的PLC輸出形式。

  PLC輸出電路的形式多種多樣，各PLC生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品、同一生產(chǎn)廠家的不同型號(hào)PLC甚至是同一型號(hào)PLC的不同模塊，在內(nèi)部具體電路的設(shè)計(jì)上可能都不盡相同，但基本工作原理與要求相同。

  從PLC的輸出驅(qū)動(dòng)形式上來(lái)說(shuō)，主要有繼電器觸點(diǎn)輸出、晶體管(或場(chǎng)效應(yīng)晶體管)輸出與雙向晶閘管輸出三種類型。

  繼電器觸點(diǎn)輸出為交/直流通用驅(qū)動(dòng)方式，輸出驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)(一般可以到2~10A)，使用較靈活，在實(shí)際應(yīng)用中使用較普遍。但對(duì)在驅(qū)動(dòng)DC12V或3mA以下的小電流、低電壓負(fù)載時(shí)，觸點(diǎn)接觸性能將影響到輸出的可靠性，宜采用直流晶體管輸出。此外，當(dāng)PLC驅(qū)動(dòng)開關(guān)頻率高的感性負(fù)載時(shí)，出于對(duì)觸點(diǎn)使用壽命的考慮，宜采用雙向晶閘管輸出。

  晶體管輸出主要用于直流執(zhí)行元件的驅(qū)動(dòng)，特別是PLC需要與系統(tǒng)中的其他控制裝置進(jìn)行電子信號(hào)連接時(shí)，晶體管輸出可以大大減少輸出延遲時(shí)間，提高信號(hào)處理速度與可靠性。

  雙向晶閘管輸出一般用于開關(guān)頻率高、存在感性的交流執(zhí)行元件的驅(qū)動(dòng)，與繼電器觸點(diǎn)輸出相比，它可以減少輸出延遲時(shí)間，延長(zhǎng)使用壽命。

  三種形式對(duì)外部電路的設(shè)計(jì)要求不同。

  (1) 繼電器觸點(diǎn)輸出。繼電器觸點(diǎn)輸出是PLC常用的輸出形式。其主要優(yōu)點(diǎn)是使用靈活，既可以用于驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載，也可以驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載；允許負(fù)載電壓一般為AC250V/DC50V、電流2A以下。但在Siemens S7系列PLC中、負(fù)載電流最大可到10A，容量可達(dá)80~1000VA(取決于負(fù)載性質(zhì))。

  但是，繼電器觸點(diǎn)輸出有使用壽命的限制(數(shù)十萬(wàn)次)，當(dāng)開關(guān)頻率高、負(fù)荷重或承受沖擊電流時(shí)，觸點(diǎn)壽命將顯著降低。因此，通常不宜用來(lái)直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、制動(dòng)器等大電流負(fù)載。此外，繼電器輸出受接觸性能與響應(yīng)時(shí)間(一般需要10ms左右)等方面的限制，不宜用于DCL2V或3mA以下的小電流、低電壓的負(fù)載或高速輸出。

  繼電器觸點(diǎn)輸出的連接方式常用的有兩種：一是每一輸出點(diǎn)的觸點(diǎn)均獨(dú)立輸出，即輸出觸點(diǎn)間完全隔離，無(wú)公共端；二是輸出觸點(diǎn)一端獨(dú)立，另一端由若干輸出接點(diǎn)共用(見圖5-17)，公共端為L(zhǎng) 。

  圖5-17 觸點(diǎn)輸出與外部的連接

  繼電器觸點(diǎn)輸出與外部的連接較自由，對(duì)電壓的類型、極性無(wú)特殊要求，即使對(duì)于使用公共端的輸出也只需“統(tǒng)一”即可。

  當(dāng)連接感性負(fù)載時(shí)，為了延長(zhǎng)觸點(diǎn)使用壽命，對(duì)于直流驅(qū)動(dòng)，通常應(yīng)在負(fù)載兩端加過電壓抑制(續(xù)流)二極管；對(duì)于交流驅(qū)動(dòng)，應(yīng)在負(fù)載兩端加RC抑制器。

  (2) 晶體管輸出。晶體管輸出的主要優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間快(一般在0.2ms以下)，使用壽命長(zhǎng)。當(dāng)PLC需要與系統(tǒng)其他控制裝置進(jìn)行電子線路連接時(shí)，采用品體管輸出可以顯著損高處理速度

  晶體管輸出可以分NPN集電極開路輸出與PNP集電極開路輸出兩種形式，分別如圖5-18所示，這兩種輸出形式與外部的連接和繼電器觸點(diǎn)輸出(見圖5-17)基本相同，但要注意公共端的連接要求。

  由圖5-18可見，兩種晶體管輸出形式公共端的連接區(qū)別在于：NPN集電極開路輸出以O(shè)V作為輸出公共端；PNP集電極開路輸出以24V作為輸出公共端。在S7系列PLC中，一般采用場(chǎng)效應(yīng)品體管作為驅(qū)動(dòng)元件，其連接方式與PNP集電極開路輸出相同，其輸出額定電流最大可達(dá)到5A。

  晶體管的驅(qū)動(dòng)能力一般要小于繼電器觸點(diǎn)輸出，允許負(fù)載電壓一般為DC5~30V，允許的負(fù)載電流為0.2~0.5A。當(dāng)晶體管輸出用于驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)，為了防止過電壓沖擊，應(yīng)在負(fù)載兩端加過電壓抑制(續(xù)流)二極管，但在這種情況下應(yīng)特別注意二極管的極性，防止極性錯(cuò)誤引起的輸出短路。

  (3) 雙向晶閘管輸出。雙向晶閘管輸出用于驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載，可以使交流電路實(shí)現(xiàn)“無(wú)觸點(diǎn)通/斷”，解決繼電器觸點(diǎn)的使用壽命問題。此外，雙向品閘管輸出的響應(yīng)速度也比繼電器觸點(diǎn)輸出的要高得多。

  雙向晶閘管輸出一般采用公共端連接的形式，每4～8點(diǎn)為一組，晶閘管的觸發(fā)電路與PLC內(nèi)部電路間采用光電耦合器件隔離。雙向晶閘管輸出驅(qū)動(dòng)能力一般要小于繼電器觸點(diǎn)輸出，允許負(fù)載電壓一般為AC85~242V；單點(diǎn)輸出電流在0.2~0.5A，當(dāng)多點(diǎn)共用公共端時(shí)，每點(diǎn)的輸出電流應(yīng)相應(yīng)減小(如單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)能力為0.3A 的雙向晶閘管輸出，在4點(diǎn)共用公共端時(shí)，最大允許輸出為0.8A/4點(diǎn))。

  圖5-18 晶體管輸出與外部的連接

  晶閘管的兩端通常并聯(lián)有RC過電壓抑制器(通常為0.015μF/22Ω左右)，因此，與繼電器觸點(diǎn)輸出不同，它在PLC輸出OFF時(shí)，仍然有1~2mA的開路漏電流，所以對(duì)于小型繼電器與微電流負(fù)載，可能會(huì)產(chǎn)生無(wú)法關(guān)斷的現(xiàn)象。