PLC بر اساس خروجی به سه نوع خروجی رله، خروجی ترانزیستور و PLC خروجی Triac تقسیم می‌شود. نوع خروجی رله برای هر دو دستگاه خروجی AC و DC مناسب است. نوع خروجی ترانزیستور PLC از عملیات سوئیچینگ استفاده می کند و در داخل ریزپردازنده ها استفاده می شود. این مقاله در جهت کمک به آموزش اصولی اتوماسیون صنعتی توسط تیم محتوای نیک صنعت تهیه شده است.

متداول‌ترین خروجی‌های PLC دو نوع کلی هستند

  1. خروجی رله
  2. ترانزیستوری

خروجی‌های رله ای

خروجی‌های رله معمولاً برای کنترل بارهای متوسط ​​(تا حدود 2 آمپر) یا زمانی که مقاومت بسیار کم مورد نیاز است استفاده می شود. کنتاکت‌های رله به عنوان سه ترتیب یا فرم اصلی توصیف می شوند. این سه ترتیب عبارتند از FORM A، FORM B و FORM C.
  • فرم A رله یک کنتاکت تک قطبی است که معمولاً باز است. این مشابه سوئیچ یک کنتاکت است که معمولاً باز است
  • کنتاکت رله FORM B یک کنتاکت تک قطبی معمولی بسته است که شبیه به یک کلید معمولی بسته است
  • کنتاکت رله فرم C یک کنتاکت پرتابی تک قطبی است

نمادهای شماتیک برای سه نوع آرایش در شکل زیر نشان داده شده است:

نمادهای شماتیک

واحدهای خروجی PLC با هر سه ترتیب تماس در دسترس هستند اما معمولاً از فرم A و FORM C استفاده می‌شود. با مشخص کردن یک تماس FORM C، هر دو فرم A و FORM B را می توان با استفاده از بخش معمولی باز کنتاکت FORM C به عنوان یک کنتاکت FORM A یا با استفاده از بخش معمولی بسته تماس FORM C به عنوان یک تماس با فرم B به دست آورد.

شما می‌توانید با شرکت در دوره آموزشی پی ال سی زیمنس به صورت کامل و حرفه ای این مبحث را یاد بگیرید.

خروجی های رله نیز با ترمینال مشترک و به صورت کنتاکت ایزوله در دسترس هستند. یک واحد خروجی با سه کنتاکت FORM C که یک ترمینال مشترک دارند در شکل زیر نشان داده شده است.
در این شکل توجه داشته باشید که ترمینال مشترک هر یک از سه رله به یک ترمینال مشترک واحد خروجی با برچسب OUTPUT COM متصل است.
از آنجایی که همه رله‌ها دارای یک ترمینال مشترک هستند، همه منابع تغذیه (می تواند یک یا چند تا وجود داشته باشد) مرتبط با خروجی‌هایی که قرار است راه اندازی شوند، باید یک اتصال مشترک داشته باشند.
توجه داشته باشید که هر خروجی دارای دو خروجی با برچسب NC (معمولا بسته) و NO (معمولا باز) است. NC و NO دارای یک عدد هستند که به دنبال آن تعداد خروجی مربوط به ترمینال است.
هنگامی که یک خروجی خاموش است، ترمینال OUTPUT COM به ترمینال NC مرتبط با آن خروجی متصل می شود. هنگامی که خروجی روشن است، ترمینال OUTPUT COM به ترمینال NO مرتبط متصل می شود.
ترمینال OUTPUT COM-1
یک نمودار اتصال معمولی برای یک واحد خروجی رله با سه کنتاکت FORM C که خروجی مشترک دارند در شکل نشان داده شده است. در این نقشه، منبع برق نشان داده شده یک منبع AC است که می تواند برق ساختمان 120VAC باشد. توجه داشته باشید که سیم کشی این شکل لامپ LT1 را تنها زمانی که OUTPUT 1 روشن است روشن می کند.
این به این دلیل است که لامپ به ترمینال NO برای OUTPUT 1 متصل است. لامپ LT2، با این حال، به ترمینال NC برای خروجی 3 متصل است. هر زمان که OUTPUT 3 خاموش شود، این لامپ روشن می شود.
این بدان معنی است که اگر PLC برق را از دست بدهد، لامپ LT2 روشن می شود زیرا هیچ برقی برای روشن کردن رله های خروجی در PLC وجود نخواهد داشت. در نمودار نردبانی، خروجی 3 می تواند به عنوان یک سیم پیچ همیشه روشن برنامه‌ریزی شود.
نتیجه این خواهد بود که در حالی که PLC روشن است و کار می‌کند، لامپ LT2 روشن نمی‌شود. اگر لامپ برق PLC قطع شود، LT2 روشن می‌شود و به اپراتور نشان می‌دهد که PLC مشکل دارد.
این روش همچنین می تواند به عنوان یک ابزار تعمیر و نگهداری ارائه شود تا به تعمیر و نگهداری امکان عیب‌یابی و تعمیر سریع‌تر سیستم را بدهد. همچنین در شکل یک سیم پیچ K1 متصل به OUTPUT 2 نشان داده شده است.
این می‌تواند یک شیر برقی باشد که یک پیستون را به داخل یک اسلاید می‌برد تا آن را در جای خود قفل کند یا می‌تواند سیم پیچ یک استارت موتور باشد که برای کنترل برق موتوری که نیاز به جریان بیشتری نسبت به رله در واحد خروجی دارد استفاده می‌شود.
توجه داشته باشید که برای استفاده در این شرایط، سیم پیچ K1 باید برای استفاده AC در ولتاژ موجود از منبع برق AC رتبه‌بندی شود. سیم‌کشی این خروجی‌ها را می‌توان به صورت کلیدی در نظر گرفت که یک لامپ را کنترل می‌کند. ممکن است از یک کلید معمولی بسته یا یک کلید معمولی باز استفاده شود. سوئیچ به صورت سری با لامپ و منبع تغذیه قرار می گیرد تا جریان نور را کنترل کند.یک واحد خروجی رله پی ال سی با سه کنتاکت FORM C جدا شده در شکل زیر نشان داده شده است.
در این نوع واحد خروجی، کنتاکت های رله هیچ ارتباطی بین خود ندارند. این کنتاکت های خروجی ممکن است برای هر هدفی برای راه اندازی هر سه دستگاه خروجی بدون نگرانی برای اتصال بین منابع برق مورد استفاده قرار گیرند. هر خروجی دارای سه ترمینال است. ترمینال C ترمینال مشترک رله است. ترمینال NO کنتاکت معمولی باز و ترمینال NC کنتاکت معمولی بسته رله است.
ترمینال‌های NC و NO دارای یک عدد به دنبال آن‌ها هستند که عدد خروجی مرتبط است و همان عدد برای هر ترمینال C نشان داده می‌شود و همچنین نشان می‌دهد که با یک خروجی خاص مرتبط است. همانند واحد خروجی رله مشترک شکل خروجی رله مشترک، کنتاکت NO فقط زمانی بسته می شود که خروجی روشن باشد و کنتاکت NC تنها زمانی که خروجی روشن است باز می شود. با دیدن آموزش PLC می‌توانید تمام مباحث خروجی‌ها را قرا بگیرید.
شکل زیر یک نمودار سیم کشی معمولی خروجی سیستم را با استفاده از یک واحد خروجی با سه خروجی جدا شده از فرم C نشان می‌دهد. در شکل زیر، سه خروجی دستگاه‌های کنترلی با سه الزام برق مختلف هستند.
OUTPUT 1 یک لامپ DC، LT1 را کنترل می‌کند که منبع تغذیه DC خود را دارد. توجه داشته باشید که لامپ LT1 هر زمان که OUTPUT 1 خاموش باشد روشن می‌شود. این احتمالاً می تواند یک نشانگر خطا برای سیستم باشد.
لامپ LT2 یک لامپ AC است که منبع AC خود را دارد. هنگامی که خروجی 3 خاموش است، LT2 نیز روشن می‌شود. این می‌تواند به عنوان یک نشانه خطا استفاده شود.
OUTPUT 2 به یک شیر آزادکننده متصل است که منبع تغذیه داخلی دارد و برای رها کردن فقط به یک بسته تماسی نیاز دارد. در این حالت، شیر رهاسازی به ترمینال معمولی بسته برای OUTPUT 2 متصل می‌شود.
این اتصال باعث می‌شود که در صورت قطع برق PLC، دریچه آزادسازی در شرایط آزاد قرار گیرد. این ممکن است لازمه ایمن بودن دستگاه در صورت خرابی سیستم باشد.
توجه داشته باشید که در سیم کشی INPUT 1 و INPUT 3، سیم کشی یک منبع تغذیه، کلید و چراغ را به صورت سری فراهم می‌کند و سوئیچ جریان به نور را کنترل می کند.
ترمینال OUTPUT COM-2
ترمینال OUTPUT COM-4
ترمینال OUTPUT COM-5

شما می توانید با شرکت در کلاس آموزش پی ال سی دلتا این مبحث را به صورت کامل یاد بگیرید.

خروجی های حالت جامد

انواع مختلفی از خروجی های حالت جامد با PLC موجود است. سه نوع محبوب ترانزیستوری، تریاک و TTL هستند. هر سه این واحد خروجی به طور کلی دارای یک ترمینال مشترک خواهند بود، اگرچه واحدهای خروجی تریاک در پیکربندی ایزوله موجود هستند. واحدهای خروجی ترانزیستور معمولاً کلکتور باز هستند که ترمینال مشترک به امیترهای همه خروجی ها متصل است.
یک واحد خروجی ترانزیستور که سه خروجی کلکتور باز را ارائه می دهد در شکل زیر نشان داده شده است. در اکثر واحدهای خروجی ترانزیستور، اگر نگوییم همه، ترانزیستورها به صورت نوری از PLC جدا می شوند.
ترانزیستورهای نشان داده شده در شکل زیر دستگاه‌های ایزوله نوری هستند. این واحد دارای تمام امیترهای ترانزیستورهای خروجی است که به یک ترمینال مشترک با برچسب OUTCOM متصل هستند. ترانزیستورهای موجود در این واحد NPN هستند اگرچه واحدهای PNP موجود هستند.
دو نوع مختلف از واحدهای ترانزیستوری موجود است که به عنوان منبع و غرق توصیف می شوند. واحدهای NPN به عنوان غرق شدن و واحدهای PNP به عنوان منبع یابی شناخته می شوند.
واحد نشان داده شده در شکل زیر شامل خروجی‌های فرو رفته می‌شود. این به این معنی که ترانزیستور طوری پیکربندی شده است که جریان را به ترمینال مشترک منتقل کند، یعنی خروجی ها جریانی به ترمینال خواهند داشت.یک خروجی از نوع منبع، جریان خروجی از ترمینال خواهد داشت.
خروجی های حالت جامد-1

راه دیگری برای نگاه کردن به تفاوت این است که خروجی فرو رفته ولتاژ خروجی را در جهت منفی می‌کشد و خروجی منبع ولتاژ خروجی را در جهت مثبت می‌کشد.
شرح منبع و غرق شدن مطابق با جریان معمولی از مثبت به منفی است. یک واحد خروجی ترانزیستور منبع در شکل زیر نشان داده شده است.
توجه داشته باشید که ترانزیستورهای مورد استفاده از نوع PNP هستند و برای اینکه ترانزیستور به درستی بایاس شود، ترمینال مشترک باید به ترمینال مثبت منبع تغذیه متصل شود. این امر باعث می شود که هنگام روشن شدن ترانزیستور (خروجی منبع) خروجی ها در جهت مثبت کشیده شوند.

خروجی های حالت جامد-2

نمودار سیم کشی واحد خروجی غرق ترانزیستور در زیر نشان داده شده است.

این نمودار سه دستگاه خروجی متصل به واحد خروجی را نشان می‌دهد. لامپ LT1 با روشن شدن OUTPUT 1 روشن می‌شود زیرا ترانزیستور خروجی با روشن شدن خروجی اشباع می‌شود.
ترانزیستور اشباع شده جریان را به ترمینال OUTCOM کاهش می دهد و باعث می شود جریان در لامپ جریان یابد. OUT2 به یک سیم پیچ K1 متصل است. این می تواند یک سلونوئید یا رله باشد. این دستگاه با روشن شدن OUTPUT 2 روشن می‌شود و باعث اشباع شدن ترانزیستور خروجی می‌شود.
توجه داشته باشید که یک دیود، CR1، در عرض K1 به گونه ای متصل است که به طور معمول بایاس معکوس باشد. این دیود از ایجاد ولتاژ بیش از حد در K1 در هنگام خاموش شدن ترانزیستور خروجی جلوگیری می کند. هنگامی که ترانزیستور خروجی خاموش می شود و میدان مغناطیسی در سیم پیچ شروع به فروپاشی می‌کند، ولتاژی در تقابل با ولتاژ اعمال شده ایجاد می‌شود.
بدون علامت، این ولتاژ می تواند به چند صد ولت برسد. ولتاژی به این بالایی به سرعت ترانزیستور خروجی را از بین می‌برد. ولتاژ اجازه ایجاد نمی‌شود زیرا جریان ایجاد شده توسط میدان در حال فروپاشی از طریق دیود عبور می‌کند.

واحدهای خروجی ترانزیستور در حال حاضر به طور کلی این دیود را برای محافظت در واحد خروجی تعبیه کرده اند. همچنین برخی از رله‌ها با نصب این دیود ساخته می‌شوند. همچنین توجه داشته باشید که نمودار شکل زیر شامل دو منبع تغذیه مجزا است، یکی تامین کننده برق برای LT1 و دیگری تامین کننده برق برای K1 و LT2.

این یک وضعیت معمولی است زیرا ممکن است مواردی وجود داشته باشد که دستگاه‌های متصل به واحد خروجی با ولتاژهای مختلف کار کنند. در این مورد، LT1 می تواند یک لامپ 5 ولت باشد و LT2 و K1 می تواند دستگاه‌های 24 ولت باشد. تنها شرط لازم این است که دو منبع تغذیه (PS1 و PS2) باید یک ترمینال منفی مشترک داشته باشند که به ترمینال OUTCOM متصل است.

خروجی های حالت جامد-3

شکل زیر شامل نقشه شماتیک برای واحد خروجی تریاک است. همه تریاک های خروجی دارای یک ترمینال مشترک هستند که به یک طرف منبع برق AC متصل می‌شود که برق دستگاه‌های خروجی را کنترل می‌کند.
هر تریاک زمانی فعال می شود که خروجی مرتبط با آن روشن شود. واحدهایی در دسترس هستند که شبکه‌های متقاطع صفر تعبیه‌شده برای کاهش نویز دارند و تنها به تریاک اجازه می‌دهند در زمانی که سیگنال برق از صفر ولت عبور می‌کند روشن شود.
در صورتی که ولتاژ AC در ولتاژی غیر از صفر باشد، هنگام روشن شدن تریاک می‌توان نویز و نویز جریان ایجاد کرد زیرا ولتاژ به دستگاه خروجی کنترل شده فوراً از صفر با تریاک خاموش به هر مقدار AC ولتاژ می‌رسد.
اگر تریاک در زمانی که ولتاژ متناوب از صفر ولت عبور می کند روشن شود، چنین سنبله‌ای تولید نخواهد شد. توجه داشته باشید که خروجی های triac نشانداده شده در شکل زیر به صورت نوری از PLC جدا شده‌اند.
این به PLC اجازه می‌دهد تا سطوح ولتاژ بسیار بالا (120-240 VAC) را با جداسازی این ولتاژها از مدار ولتاژ پایین PLC کنترل کند.

خروجی های حالت جامد-4

شکل زیر شامل نمودار سیم کشی یک واحد خروجی تریاک است. همان‌طور که در نمودار مشاهده می‌شود، ترمینال مشترک برای تریاک‌ها به یک طرف منبع AC متصل است که دستگاه‌های خروجی کنترل شده توسط واحد را تغذیه می‌کند.
واحدهای خروجی با درجه بندی ولتاژ و جریان متفاوت در دسترس هستند. دستگاه‌هایی که توسط واحد خروجی نشان‌داده‌شده در شکل زیر کنترل می‌شوند، شبیه دستگاه‌های موجود در شکل سیم‌کشی خروجی ترانزیستور هستند.
با این تفاوت که تمام دستگاه‌های شکل سیم‌کشی خروجی ترانزیستور واحدهای DC هستند و تمام دستگاه‌های شکل زیر روی AC کار می‌کنند. همچنین توجه داشته باشید که دیود در عرض K1 در نقشه واحد خروجی تریاک وجود ندارد.
این به این دلیل است که وقتی جریان اعمال شده از صفر ولت عبور می کند، تریاک خاموش می شود. نتیجه این است که یا میدان مغناطیسی بسیار کوچکی وجود دارد یا میدان مغناطیسی وجود ندارد وقتی تریاک خاموش می شود و افزایش ولتاژ موجود در یک سیستم DC به طور کلی مشکلی ایجاد نمی کند.
اگر سیم پیچ بسیار القایی باشد، این مشکل همچنان می تواند وجود داشته باشد زیرا ولتاژ و جریان آنقدر خارج از فاز خواهند بود که وقتی جریان از صفر عبور می کند مقداری ولتاژ همچنان وجود خواهد داشت.
در این حالت یک ترکیب سری از مقاومت و ظرفیت به موازات سیم پیچ متصل می شود. این مدار سری R-C به عنوان snubber شناخته می شود. ترمینال منبع AC که معمولاً به ترمینال مشترک واحد خروجی متصل می شود، سرب خنثی منبع است.

خروجی های حالت جامد-5

شکل زیر نمودار شماتیک یک واحد خروجی حاوی سه خروجی TTL را نشان می‌دهد. توجه داشته باشید که این خروجی‌ها از نظر نوری نیز ایزوله هستند.

در برخی موارد ممکن است این‌ها مستقیم باشند و از نظر نوری ایزوله نباشند، اما واحدهای ایزوله محافظت بهتری برای PLC فراهم می کنند. خروجی های واحد TTL دارای یک ترمینال مشترک (OUTCOM) هستند که باید به ترمینال منفی منبع تغذیه دستگاه های TTL خارجی که توسط واحد خروجی هدایت می‌شوند، متصل شود.
برخی از واحدهای خروجی TTL نیاز دارند که برق 5 VDC برای مدار خروجی به واحد خروجی متصل شود تا برق مدار TTL داخلی آن نیز تامین شود.
اتصال این خروجی‌ها به مدارهای TTL خارجی مانند سایر اتصالات TTL خواهد بود. تنها نگرانی در مورد این خروجی‌ها این است که سازندگان مختلف PLC خروجی‌ها را به عنوان منطق مثبت یا منفی مشخص می‌کنند. نحوه رسیدگی به این امر در نمودار نردبانی تحت تأثیر این مشخصات قرار خواهد گرفت.

خروجی های حالت جامد-6

همانطور که از بحث بالا در مورد واحدهای ورودی و خروجی مشاهده می‌شود، گزینه های بسیار متنوعی در دسترس هستند.
سیم‌کشی برای هر نوع واحد برای عملکرد صحیح واحد بسیار مهم است. برای اطمینان از عملکرد صحیح خروجی یا واحد ورودی بدون ایجاد آسیب باید دقت زیادی صورت گیرد.
همچنین، نگرانی‌های ایمنی وجود دارد که باید هنگام برنامه‌ریزی و اجرای سیم‌کشی سیستم مورد توجه قرار گیرد تا سیستمی فراهم شود که خطری برای افرادی که از آن بهره می‌برند و نگهداری می‌کنند، نباشد.

راه‌های ارتباطی نیک صنعت:

  • تماس با نیک صنعت: 021:87700210
  • واحد فروش نیک صنعت: 09197872783
  • واحد تعمیرات نیک صنعت: 09197872789
  • ایمیل نیک صنعت: info@nicsanat.com
  • آدرس شرکت: تهران، خیابان بهشتی، خیابان میرعماد، کوچه پیمانی(یازدهم)، پلاک 17

مدیر سایت