固態(tài)繼電器SSR在PLC控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC為晶體管輸出型，輸出單元允許所帶負(fù)載工作電源為DC 12～24 V，尢法直接驅(qū)動(dòng)交流接觸器，只能先驅(qū)DC 12～24 V的中問(wèn)繼電器，再用中間繼電器來(lái)帶AC 380 V的負(fù)載，這樣就會(huì)使得外部接線變得繁瑣，而且由于傳統(tǒng)的交流接觸器為電磁式開關(guān)，其機(jī)械觸點(diǎn)的壽命及可靠性與PLC控制系統(tǒng)相差甚遠(yuǎn)，較大地阻礙了控制系統(tǒng)性能的發(fā)揮。因此像這類的負(fù)載，我們需要選擇一種更為合適的繼電器來(lái)充當(dāng)其受控的開關(guān)器件。

1 固態(tài)繼電器的特點(diǎn)及分類

1.1 固態(tài)繼電器的特點(diǎn)

固態(tài)繼電器SSR是近年來(lái)世界上新興的控制繼電器，這種繼電器用幾毫安的微小信號(hào)可以控制大功率負(fù)載的起動(dòng)與關(guān)斷，正符合了晶體管輸出型PLC的特點(diǎn)。并且其輸入信號(hào)(控制端)和輸出信號(hào)(受控端)采用光電隔離電路，保證了輸入與輸出互不干擾，輸出端采用無(wú)觸點(diǎn)大功率輸出電路，整個(gè)電路用環(huán)氧樹脂澆鑄為一體。因此，固態(tài)繼電器運(yùn)行時(shí)無(wú)火花、無(wú)噪音、無(wú)污染、不產(chǎn)生電磁干擾，比電磁繼電器具有開關(guān)速度快、體積小、壽命長(zhǎng)、耐震、耐腐蝕、防潮、防腐、輸出端在接通瞬間無(wú)震顫現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)，可以在嚴(yán)重污染和震動(dòng)的環(huán)境下使用，更具有很高的靈敏度和抗干擾能力，被廣泛應(yīng)用于石油化工儀器設(shè)備，燈光照明設(shè)備，紡織機(jī)械、數(shù)控車床、娛樂(lè)設(shè)施等各種自動(dòng)化控制領(lǐng)域，特別適用在腐蝕、防塵、要求防爆等惡劣環(huán)境，及頻繁開關(guān)場(chǎng)合。

1.2 固態(tài)繼電器的分類

交流固態(tài)繼電器按開關(guān)方式分有電壓過(guò)零導(dǎo)通型和隨機(jī)導(dǎo)通型;按輸出開關(guān)元件分有雙向可控硅輸出型(普通型)和單向可控硅反并聯(lián)型(增強(qiáng)型);按安裝方式分有印刷線路板上用的針插式(自然冷卻，不必帶散熱器)和固定在金屬底板上的裝置式(靠散熱器冷卻);另外輸入端又有寬范圍輸入(DC 3～32 V)的恒流源型和串電阻限流型等。

單相SSR為四端有源器件，其中兩個(gè)輸入控制端，兩個(gè)輸出端，輸入輸出間為光隔離，輸入端加上直流或脈沖信號(hào)到一定電流值后，輸出端就能從斷態(tài)轉(zhuǎn)變成通態(tài)。而三相交流固態(tài)繼電器則是集三只單相交流固態(tài)繼電器為一體，并以單一輸入端對(duì)三相負(fù)載進(jìn)行直接開關(guān)切換，可方便地控制l一相交流電機(jī)、加熱器等三相負(fù)載，圖1為三相交流固態(tài)繼電器的基本接線圖。三相交流固態(tài)繼電器的相與相問(wèn)，輸入輸出間，以及與基板之間絕緣電壓大于2 000 VAC，其他基本指標(biāo)與相應(yīng)的單相固態(tài)繼電器相同。需要指出的是對(duì)實(shí)際負(fù)載電流不大的場(chǎng)合，比如實(shí)驗(yàn)室教學(xué)，三相SSR使用起來(lái)比較方便，但電流大時(shí)發(fā)熱亦大，這時(shí)使用三只單相SSR更為可靠。

2 應(yīng)用實(shí)例

PLC控制的三相交流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路

2.1 PLC控制的三相交流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路

圖2為PLC控制的三相交流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路，其中X1、X2、X3，分別表示PLC的輸入，控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與起停;Y1、Y1表示PLC的輸出。當(dāng)Y1有效時(shí)，SSR1輸入端得到DC24V的直流信號(hào)，則三相輸出端從斷態(tài)轉(zhuǎn)變成通態(tài)，三相交流電動(dòng)機(jī)得電，反轉(zhuǎn);同理當(dāng)Y 有效時(shí)，SSR2的三相輸出端接通，因A、c換向則電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。

2.2 PLC控制的Y-△降壓起動(dòng)控制電路

圖3為PLC控制的Y-△降壓起動(dòng)控制電路，其中X1、X2分別表示PLC的輸入，控制電動(dòng)機(jī)的起停;Y1、Y2、Y3表示PLC的輸出。當(dāng)Y1和Y3有效時(shí)，對(duì)應(yīng)的SSR1和SSR3也同時(shí)有效，此時(shí)電動(dòng)機(jī)為Y型接法，延時(shí)幾秒后，Y3失效，Y2有效，則對(duì)應(yīng)的SSR3三相輸出端斷開，SSR2三相輸出端合上，則電動(dòng)機(jī)變?yōu)椤鹘臃?，完成了Y一△降壓起動(dòng)。

3 結(jié)論

三相交流固態(tài)繼電器是集三只單相交流固態(tài)繼電器為一體，以單一輸入端對(duì)三相負(fù)載進(jìn)行直接開關(guān)切換，并可以用幾毫安的微小信號(hào)來(lái)控制大功率負(fù)載的起動(dòng)與切斷的開關(guān)器件。經(jīng)驗(yàn)證，它能可靠、安全、方便地控制三相交流電機(jī)、加熱器等三相負(fù)載，并使PLC的外部接線變得簡(jiǎn)單。