PLC 交流模塊的 TRIAC 輸出故障排除
發布時間:2025-02-05 責任編輯:lina
【導讀】在大多數離散 PLC 係統中,對輸出設備進行故障排除的過程非常簡單。如果輸出端子正常工作,則應在“關閉”時測量 0 V,在“打開”時測量全源電壓。對於數字和繼電器輸出,這是事實。對於由 TRIAC 驅動的交流輸出也應該如此,但在這些情況下,可能會導致一些令人困惑的儀表讀數。
在大多數離散 PLC 係統中,對輸出設備進行故障排除的過程非常簡單。如果輸出端子正常工作,則應在“關閉”時測量 0 V,在“打開”時測量全源電壓。對於數字和繼電器輸出,這是事實。對於由 TRIAC 驅動的交流輸出也應該如此,但在這些情況下,可能會導致一些令人困惑的儀表讀數。
電壓表是迄今為止對於電氣故障排除技術人員來說有用的工具。快速讀數可以區分開路和閉路,並幫助識別故障點——通常隻需一兩個讀數即可。工業控製電路的部分之一是電壓讀數通常為 0 V 或全源電壓(控製電路通常為 24 VDC 或 120 VAC)。
電壓表很少顯示電壓部分下降,盡管有時確實會發生。其中一種罕見的情況是對交流輸出設備(例如接觸器線圈或螺線管)進行故障排除時。如果這些 120 VAC 輸出之一連接到 PLC 模塊上的繼電器輸出,閉合的繼電器觸點應發送 120 V,打開的觸點應發送 0 V。因此,故障排除人員應在輸出設備上讀取相同的電壓,提供證據證明問題是否出在設備、接線或 PLC 本身。
當這些線圈設備連接到 TRIAC 交流輸出(有時簡稱為“交流輸出”)時,壞線圈上的讀數可能會顯示 100 至小於 120 V 範圍內的中間值,該範圍不看起來合乎邏輯。
直覺反應可能會說,如果 PLC 輸出提供的電壓太低,則它有故障,必須更換。但要小心!正如我們將看到的,這個讀數實際上可能表明故障輸出設備內部存在斷線,而 TRIAC 本身可能沒問題。
什麼是雙向晶閘管?
該術語指的是一種稱為 AC 三極管或 TRIAC 的固態器件。這是一個矽基開關,由 PLC 的小控製電壓激活。從某種意義上說,它就像用於交流負載的晶體管(如 MOSFET)。它ta在zai活huo動dong時shi確que實shi有you少shao量liang的de電dian壓ya降jiang,因yin此ci電dian流liu水shui平ping通tong常chang比bi繼ji電dian器qi電dian路lu更geng有you限xian。然ran而er,由you於yu缺que乏fa活huo動dong部bu件jian,隻zhi要yao在zai額e定ding電dian流liu下xia良liang好hao使shi用yong,它ta們men就jiu具ju有you近jin乎hu無wu限xian的de開kai關guan壽shou命ming。
與所有固態器件一樣,TRIAC 永遠不會完全“打開”或“關閉”。gaidianzujiandandizaixiangshuchushebeitigongdianliudejididianzuhexianzhiliuxiangshuchushebeidedianliudejigaodianzuzhijianqiehuan。dangzhongduantongdianshi,feichangdidankeceliangdedianzuhuidaozhiweixiaodedianyajiang,congerdaozhigonghaohereliang。
如何測試 TRIAC 輸出
要執行簡單的萬用表 TRIAC 交流輸出測試,請將交流電壓表引線放置在輸出端子和交流線路的 中性點(N) 之間。
將輸出端子置於 ON 狀態。儀表的電壓讀數應為 24 或 120 VAC,具體取決於所使用的係統。
現在,將輸出端子置於 OFF 狀態。電壓讀數應略高於電源電壓的一半(而不是 0 V)。很難確定確切的預期值,因為並非所有 TRIAC 和儀表都具有相同的電阻。
但為什麼它會讀取一些中間電壓電平呢?由於固態器件中存在漏電流。
漏電流問題
對於大多數常見的 TRIAC,“漏電流”是指製造商保證的 TRIAC 關閉時預期電流範圍的限製。這個數量非常少;例如,BT136(4A額定TRIAC)的數據表提供了斷態電流量,該電流量與漏電流相同。

圖 2. BT136 TRIAC、等效符號以及數據表中指定斷態(泄漏)電流的行。
斷態 TRIAC 電阻
在本應用示例中,施加電壓為 600 V,範圍為 0.1 mA 至 0.5 mA。施加電壓越小,漏電流自然越小。計算等效斷態電阻值將得出這些電流值的範圍為 6 MΩ 至 1.2 MΩ。
牢記該值,技術人員正在對線圈開路的設備進行故障排除,並測量線圈兩端的電壓為 112 V,預計會看到 0 V。PLC 端子已驗證為關閉,但仍然有 112 V。輸出變壞了?
將 TRIAC 表示為串聯電路
由於線圈開路,萬用表在連接時就完成了電路。那微量的泄漏電流通過儀表,記錄了電壓,但這 112 V 是一個合理的測量值嗎?
標準數字萬用表的內阻在 10 MΩ 到 20 MΩ 之間。大多數好的工具都會接近 20 MΩ 水平。如果測量電壓為112,內阻為20MΩ,則電流約為5.6微安。
回到 PLC,TRIAC 必須降低剩餘的 8 V。假設漏電流為 5.6 微安,等效電阻約為 1.5 MΩ。根據規格表,這符合 TRIAC 的合理範圍。
對於 120 VAC 電源,電壓值很可能約為 80-110 V,對於 24 VAC 電源,電壓值很可能約為 20-23 V(電源電壓越小 = 漏電流越小,儀表壓降也越小)。

圖 3.兩(liang)個(ge)電(dian)路(lu)顯(xian)示(shi)左(zuo)側(ce)為(wei)開(kai)路(lu)線(xian)圈(quan)的(de)實(shi)際(ji)輸(shu)出(chu)電(dian)路(lu),右(you)側(ce)為(wei)每(mei)個(ge)組(zu)件(jian)表(biao)示(shi)為(wei)電(dian)阻(zu)器(qi)的(de)等(deng)效(xiao)電(dian)路(lu)。由(you)於(yu)線(xian)圈(quan)是(shi)開(kai)路(lu)的(de),因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)將(jiang)其(qi)寫(xie)為(wei)簡(jian)單(dan)的(de)串(chuan)聯(lian)電(dian)路(lu)。
什麼可以改變電壓降?
有一些因素會導致測量電壓有所不同。
首先,具有較低電阻的儀表將降低測量的電壓(回顧串聯電路分壓器的概念)。
如果輸出端子實際打開,即使線圈損壞,電壓也將是 120 V。在判斷故障之前,請確保終端已關閉。
如果線圈正常工作,電阻將比儀表低得多,不超過幾百歐姆。在這種情況下,根據數據表,即使漏電流也應小於 0.5 mA,因此 500 Ω 線圈的壓降應小於 0.25 V。在線圈良好的情況下,故障排除過程更接近於繼電器輸出的預期過程。
如果該測量值非常重要,則可以與線圈並聯放置一個電阻器。如果該值比線圈高約 10 倍(可能為 5,000 至 10,000 Ω),則不會對電路的電流消耗產生太大影響,但電阻仍會遠低於 TRIAC 本身,因此開路線圈的測量電壓當端子關閉時,將更接近0。
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