Выходной канал модуля дискретного вывода может включать промежуточное реле, контактор, электромагнитный клапан, световой индикатор, звуковой сигнализатор или другое устройство с двумя рабочими состояниями.
По принципу коммутации различают релейные и транзисторные выходы. Релейный выход замыкает или размыкает электрический контакт. Он может использоваться в цепях постоянного и переменного тока, если напряжение и ток соответствуют характеристикам модуля. Электромеханическое реле имеет подвижные контакты, поэтому его ресурс зависит от частоты переключений и характера нагрузки.
Как работает транзисторный выход
Транзисторный выход работает как электронный ключ и применяется преимущественно в цепях 24 В постоянного тока. В нём нет механических контактов, поэтому он быстро переключается, не подвержен контактному износу и подходит для нагрузок, которые приходится часто включать и отключать. ПЛК или сетевой адаптер передаёт команду модулю по внутренней шине станции. При получении логической единицы транзистор соответствующего канала открывается и замыкает цепь нагрузки. После снятия команды транзистор закрывается, и ток через подключённое устройство прекращается.
Модуль использует напряжение полевой цепи. Он не является отдельным источником питания и не формирует произвольное выходное напряжение. Если полевая цепь питается от 24 В DC, такое же напряжение используется для управления нагрузкой с учётом падения напряжения на открытом транзисторе. Напряжение, рабочий ток и пусковой ток нагрузки не должны превышать допустимые значения для конкретного канала. Дополнительно проверяют ограничение суммарного тока группы выходов или всего модуля.
Транзисторные модули CREVIS выпускаются в исполнениях Sink и Source. В зависимости от модели они имеют 8, 16 или 32 выходных канала и рассчитаны на ток до 0,3, 0,5 или 2 А на канал.
Чем транзисторный выход отличается от релейного
В транзисторном выходе электрическая цепь коммутируется полупроводниковым элементом, а в релейном выходе - механическими контактами реле. Транзисторные выходы применяются преимущественно для управления нагрузками 24 В DC. Они быстро переключаются, не имеют механических контактов и подходят для частого включения сигнальных ламп, электромагнитных клапанов, промежуточных реле и других устройств постоянного тока.
Для транзисторного модуля необходимо выбрать схему Sink или Source и соблюдать полярность подключения. Такой выход не является сухим контактом и не позволяет напрямую коммутировать переменное напряжение, если это не предусмотрено характеристиками устройства.
Релейный выход может коммутировать цепи постоянного и переменного тока в пределах допустимых параметров модуля. Деление на Sink и Source для него не применяется. Релейные выходы удобны для работы с разными напряжениями и электрически независимыми цепями, но переключаются медленнее, а ресурс их контактов зависит от частоты включений, тока и характера нагрузки.
Выбор между релейным и транзисторным выходом зависит от параметров подключаемого устройства. Для частого переключения цепей 24 В DC обычно выбирают транзисторный модуль. Релейный выход применяют, когда требуется коммутировать переменное напряжение, получить потенциально свободный контакт или отделить нагрузку от полевого питания модуля.
Выходы Sink и Source
Транзисторные выходы различаются направлением коммутации тока. От этого зависит схема подключения нагрузки.
| Тип выхода | Принцип коммутации | Подключение нагрузки | Распространённое обозначение |
|---|---|---|---|
| Source | Включённый выход подаёт на нагрузку положительный потенциал | Нагрузка подключается между выходом модуля и 0 В | Source, PNP, общий «минус» |
| Sink | Включённый выход замыкает цепь нагрузки на 0 В | Нагрузка подключается между +24 В и выходом модуля | Sink, NPN, общий «плюс» |
Обозначения PNP и NPN часто используют как аналоги Source и Sink, хотя конкретная электронная схема может быть построена на полевых транзисторах. При выборе и подключении следует ориентироваться на схему из документации к модулю.
Модули Sink и Source нельзя менять местами без проверки и, как правило, изменения полевой проводки. Тип выхода должен соответствовать схеме питания нагрузки и входным цепям подключаемого устройства.
Что подключают к транзисторным выходам
Транзисторные модули применяют для управления устройствами, рассчитанными на питание постоянным током:
- промежуточными реле и контакторами с катушкой 24 В DC;
- электромагнитными и пневматическими клапанами;
- световыми колоннами и сигнальными лампами;
- звуковыми сигнализаторами;
- входами частотных преобразователей и сервоприводов;
- твердотельными реле;
- другими исполнительными устройствами с дискретным управлением 24 В DC.
Нагрузку можно подключить непосредственно к модулю, если её напряжение, рабочий ток, пусковой ток и характер переходных процессов соответствуют параметрам выхода. Электродвигатели, нагреватели и другие мощные потребители включают через промежуточное реле, контактор или пускатель.
Ограничения транзисторных выходов
Транзисторный выход не является сухим контактом и рассчитан на определённое постоянное напряжение. При подборе необходимо учитывать допустимый ток канала, суммарный ток модуля, схему общих контактов, ток утечки и падение напряжения. Последние два параметра особенно важны при подключении маломощных электронных устройств.
Защита индуктивной нагрузки
Катушки реле, контакторов, соленоидов и клапанов при отключении создают импульс перенапряжения. Для защиты транзисторного выхода рядом с нагрузкой устанавливают обратный диод, TVS-диод, варистор или другое устройство, рекомендованное производителем.
Транзисторные модули серий G и M
В каталоге CREVIS представлены транзисторные модули серий G и M. Модули серии G обмениваются данными с головным устройством по внутренней шине G-Bus, а серия M использует M-Bus. Из-за различий в габаритах и конструкции контактов модули этих серий не являются взаимозаменяемыми.
| Модель | Серия | Основные характеристики | Особенности |
|---|---|---|---|
| GT-2318 | G | 8DO, 24 В DC, Sink, до 0,5 А на канал | Клеммный разъём RTB 10 |
| GT-2348 | G | 8DO, 24 В DC, Source, до 0,5 А на канал | Клеммный разъём RTB 10 |
| GT-228F | G | 16DO, 24 В DC, Source | Высокая плотность каналов, разъём RTB 18 |
| GT-22CA | G | 32DO, 24 В DC, Source, до 0,3 А на канал | Разъём IDC 40 |
| GT-2428 | G | 8DO, 24 В DC, Source, до 0,5 А на канал | Диагностика выходных цепей |
| GT-2628 | G | 8DO, 24 В DC, Source, до 2 А на канал | Для нагрузок с повышенным током |
| M225F | M | 16DO, 24 В DC, Sink, до 0,3 А на канал | Горячая замена, разъём RTB 18 |
| M2428 | M | 8DO, 24 В DC, Source | Горячая замена и диагностика выходных цепей |
| M2618 | M | 8DO, 24 В DC, Sink, до 2 А на канал | Горячая замена, разъём RTB 18 |
Транзисторные модули серии M поддерживают горячую замену. Электронный модуль можно извлечь и установить без полного отключения системного питания и остановки остальных устройств станции. При работе с клеммами и полевой проводкой необходимо соблюдать порядок обслуживания, указанный в руководстве, и при необходимости отключать полевое напряжение.
Преимущества транзисторных выходов
- Высокая скорость переключения. Транзисторные каналы подходят для сигналов, которые изменяются чаще, чем допускает электромеханическое реле.
- Отсутствие механического износа. В модуле нет контактов, которые обгорают или изнашиваются при каждом срабатывании.
- Высокая плотность каналов. В одном модуле CREVIS может размещаться до 32 дискретных выходов.
- Компактность. Большое количество выходных цепей можно разместить на небольшой ширине DIN-рейки.
- Бесшумная работа. При переключении отсутствует механический щелчок реле.
- Диагностика. В отдельных моделях предусмотрено обнаружение короткого замыкания, перегрузки или других неисправностей выходной цепи.
Перед подключением следует сверить напряжение, рабочий и пусковой ток нагрузки, схему Sink или Source, ограничения по общим контактам и требования к защитным элементам с документацией конкретного модуля. Специалисты ООО «КРЕВИС» помогут подобрать модуль транзисторного выхода для новой станции или замены ранее установленного оборудования CREVIS.