一种使用普通发光体代替继电器的短路保护方法

摘要

本发明提供了一种使用普通发光体代替继电器的短路保护方法。具体做法是采用一种发光部件取代继电器，将发光部件串联在PCL控制器输出电路中。这只发光部件电流容量应小于PCL控制器电流额定容量，当受控操作工位正常工作时发光部件不亮，当受控操作工位发生短路即负载电流过载并且此时过载电流小于PLC控制器的额定容量时，发光部件仅仅点亮。当过载电流由于某种原因大于PLC控制器额定电流时，该发光部件将烧断或熔断，即将电路中电流限制在灯泡额定电流以内，这样就可以不使用继电器，直接用PCL驱动负载，即使负载短路，PCL也不被烧坏，同时采用发光部件后，具有减少成本，增加报警显示作用，更换方便的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用普通发光部件代替继电器的方法，用于PLC的外接电路， 以在负载短路电流小于PLC额定电流时，起到短路警示和保护作用，以及在负载 短路电流大于PLC额定电流时直接熔断或烧毁发光部件，从而用于保护整个控制 电路和保护PLC不被烧坏。

背景技术

目前，在一些大电流高电压的控制电路中，PLC可编程控制器通过编程可 以控制各种设备运行，所以得到了广泛运用。但由于其输出触点集成于内部， 一旦其控制对象短路，大电流会将内部触点烧坏，严重时会造成印刷线路铜敷 条烧断，造成一组4个触点失效。为了更好地保护PLC和实现高可靠性的 控制设备，通常是在电路中采用串入继电器的方法来保护PLC。现在解决PLC 不发生故障方法是，在PLC输出电路的设计中让PLC的输出驱动一个继电器， 由继电器的触点去控制负载，一旦负载短路，只烧坏一个继电器。它的缺点是： 增加了外接继电器的成本，同时由于外接继电器具有一定的故障率，从而体现 不出安装PLC后设备可靠、故障率下降的优势。其理由如下：

一是因为PLC的输出点容量有限，使用某型PLC时，根据实际情况需要利 用中间继电器来扩展输出容量，具体做法是：PLC输出接继电器线圈一端，继 电器线圈另一端接PLC输出的COM端子（输出公共线），利用继电器触点输出 大电流，电流因此就会得到扩展，即当PLC的触点不能满足负载的需求时（即 负载的电流电压值超过了PLC触点的额定值），就需要用继电器触点来控制负 载；二是因为考虑到外接设备有短路等其他故障发生，或者负载功率太大，超 过继电器触点容量，会烧毁PLC继电器触点，而PLC的继电器维修非常困难， 就算PLC输出点较多，还需要重新编程，所以一般PLC控制回路的输出会外接 继电器，由继电器触点去驱动负载，这样，一旦受控制部分电路有短路等故障 发生，只需更换外接继电器即可，操作起来相对容易得多，同时也可以保护 PLC不被烧坏；其次用PLC与继电器组合使用还有一个作用就是信号放大功能， 一个PLC输出点驱动一个4点小型继电器，那么小型继电器的4个触点状态就 是该PLC输出点状态的放大，即一个信号可放大到四个信号。如果控制回路里 多次需要这个信号，就可以有效节约PLC的输出点数。

但是，目前的继电器在使用过程中也存在一些不足，例如，驱动负载的电 流电压值较小时，不需要继电器输出大电流进行扩展，继电器的优势在这种情 况下得不到发挥，并且继电器的价格相对较高，在企业生产应用过程中会使成 本加大，继电器在负载短路时无报警作用，不能使操作人员及时发现过载现象 和过载部位或线路，PLC外接继电器后，控制面板也不整洁，替换继电器时并 不方便。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种使用普通发光部件代替 继电器的短路保护方法，应用简单，成本低，更换便捷，操作人员可以及时发现 故障并进行紧急事故的处理。

为实现上述目的，本发明提出了一种利用普通发光部件来代替继电器，并 取发光部件的额定电流小于PLC额定电流，当电路短路故障时，灯泡发亮，起 到警示作用，进而查找电路故障，保护PLC的方法。即使短路电流大于PLC额 定电流，也会先熔断或烧坏发光部件，从而保护PLC。

具体地，一种使用发光部件代替继电器的短路保护方法，该方法采用发光部 件取代继电器，将发光部件串联在PLC控制器输出电路中，这只发光部件额定 电流容量必须小于PLC控制器额定电流容量，当受控操作工位正常工作时发光 部件不亮，当受控操作工位发生短路即负载电流过载时，发光部件点亮，明确 显示出故障线路。即使负载电流过大也不会烧坏PLC，仅会将发光部件（比如 灯泡）烧坏。将电流限制在发光部件额定电流以内，这样就可以不使用继电器， 直接用PCL驱动负载，即使负载短路，PCL也不会被烧坏。设计中采用了限流 技术，即使外部负载短路PLC的输出电流不会大于其额定值，一旦短路即可排 除故障，设备马上可以恢复运行。降低了安装更换成本、提高了故障维修效率。 同时采用发光部件后，具有减少成本，增加报警、直观显示作用，更换方便的优 点。

本发明应用起来非常简单，比如当发光部件为灯泡时，利用钨丝常温和受 热情况下电阻值的变化，在控制气阀的24V回路串一只灯泡，限制电流过大， 以保护PLC。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

采用此种方法，第一可以节省成本（例如采用一般灯泡，按现有一只控制 箱平均安装14只继电器，每只继电器按目前价格108元计算，每只电器箱可 节省1512元、节省安装费960元、节省电线50元，合计2522元）即仅需要 安装发光部件和插座；第二负载电路过载时，发光部件点亮，有很好的报警， 直接显示故障电路的作用，操作人员可以由此进行紧急事故的处理，以减小事 故损失；第三，发光部件的更换时间可以不超过10秒种，而继电器的更换时 间至少3分钟，因此非常方便快捷。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它 特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是某12工位装备流水生产线改进前安装继电器的线路图。

图2是上述12工位装备流水生产线用发光部件代替继电器的线路图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的 技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形 和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本实施例提供一种利用普通发光部件来代替继电器，进而保护PLC的方法。 即采用一只发光部件取代继电器，将一只发光部件串联在PLC控制器输出电路 中，这只发光部件电流容量必须小于PCL控制器电流容量，当操作工位上发生电 线短路产生电流过载时，发光部件就点亮，将电流限制在灯泡额定电流中，这样 就可以不使用继电器，直接用PLC驱动负载，即使负载短路，PLC也不被烧坏。

在某装备流水生产线的电器控制电路中采用输出控制直流24伏的气阀，气阀 为FESTO品牌线圈型号MSFG-24/42-50/6024伏DC4.5，实测电流强度24mA， 短路电流8A。正常工作时12工位装备流水线最多有可能瞬间有5个气阀同时吸 合，即最大电流1A，所以在控制气阀的24V回路中串了一只24V、50W机床照明 灯泡。灯泡中的钨丝在常温下，它的电阻是0.8Ω，流过一安培电流共降压0.8伏 （相当于24V-0.8=23.2V），不影响电磁阀（24V）正常吸合。一旦负载短路，电流 过大时灯泡发光，钨丝受热后电阻升至12Ω左右，根据欧姆定律I=u(24v)/R(12 Ω)=2A左右。而PLC内部触点额定电流为2A，过载电流受到限流。因此，PLC 没有过载损坏。而且整个短路过程造成零损失（无需装熔丝），短路故障在查找中， 即使反复通电、断电也不会造成故障扩大，甚至可以带电查找短路故障，一旦灯 泡不亮，即故障点断开，设备即可正常运行。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限 于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形 或修改，这并不影响本发明的实质内容。