PLC 输入、输出回路中的电阻是保障回路稳定、设备安全、信号可靠的关键元件,不同位置的电阻(上拉 / 下拉、限流、分压、浪涌吸收等)功能差异显著,以下按输入回路和输出回路分类解析,同时说明选型原则和典型应用:
PLC 输入回路(如 NPN/PNP 型开关量输入、模拟量输入)的电阻,核心是保证信号电平稳定、防止干扰、保护输入端口,常见类型及功能如下:
这是输入回路最常用的电阻,解决传感器开路时信号电平不确定的问题,避免 PLC 误判。
模拟量输入回路(如 4-20mA、0-10V 信号):串联在变送器与 PLC 模拟量输入端子之间,限制回路最大电流(如 4-20mA 回路串 250Ω 电阻,将电流信号转为 1-5V 电压信号,适配 PLC 电压型输入),同时防止变送器故障(如短路)时烧毁 PLC 输入模块。典型参数:4-20mA 转 1-5V 用250Ω/0.5W 精密电阻(误差≤±1%),0-10V 回路可串 1kΩ 限流。
高频开关量输入(如编码器脉冲):串联在输入端子与传感器之间,限制输入回路电流(PLC 输入端口额定电流通常为几 mA 到几十 mA),避免大电流长期冲击损坏光耦隔离元件。
PLC 输出回路(继电器型、晶体管型、晶闸管型)的电阻,核心是保护输出元件、抑制浪涌、实现信号匹配,不同输出类型的电阻功能差异较大:
继电器输出回路:继电器触点断开感性负载(如接触器线圈、电磁阀)时,会产生反向电动势(浪涌电压),易击穿触点或导致触点粘连。此时需并联RC 吸收回路(电阻 + 电容),电阻的作用是:① 消耗感性负载的储能,抑制浪涌电压;② 防止电容与电感发生谐振,加剧电压冲击。典型参数:电阻 100~1kΩ,电容 0.1~1μF,功率≥1W。
晶闸管(SSR)输出回路:晶闸管关断时会产生浪涌,并联电阻可泄放回路残留电荷,同时抑制 dv/dt(电压变化率),防止晶闸管误导通。
晶体管输出(NPN/PNP)驱动小负载:若驱动 LED 指示灯、小型继电器,串联限流电阻限制回路电流(晶体管输出额定电流通常为 0.5~2A),避免过流烧毁晶体管。例如驱动 24V LED 灯时,串1kΩ/0.25W 电阻,将电流控制在 20mA 以内。
晶体管输出匹配高压负载:若需驱动高于 24V 的负载(如 AC220V 小型指示灯),可通过电阻分压 + 光耦隔离实现,但需注意电阻功率(高压场景需大功率电阻,如 5~10W)。
与续流二极管配合,用于晶体管输出驱动感性负载(如电磁阀):
若 PLC 输出为总线信号(如 Profinet、Modbus RTU),在总线末端并联终端电阻(通常 120Ω),作用是:
阻值匹配:根据回路电压 / 电流计算(如限流电阻 R=U/I,需预留 20% 余量),避免阻值过大导致信号不足,或过小导致过流;
功率匹配:高压 / 大电流回路(如浪涌吸收)需选大功率电阻,小信号回路(上拉 / 下拉)可选小功率电阻,公式:P=I²R 或 P=U²/R;
精度要求:模拟量回路需选精密电阻(误差≤±1%),开关量 / 浪涌回路可放宽至 ±5%;
环境适配:高温环境(如冶金)选耐高温电阻(如金属膜电阻),潮湿环境选防潮电阻,避免电阻老化失效。
上拉 / 下拉电阻断路:传感器开路时 PLC 输入电平浮动,出现 “随机误触发”;
限流电阻烧毁:模拟量回路短路,导致 PLC 模拟量模块输入过载损坏;
浪涌吸收电阻失效:继电器触点频繁粘连,或晶闸管被浪涌击穿;
终端电阻缺失:总线通信丢包、误码,甚至通信中断。
PLC 输入输出回路的电阻虽为小元件,但承担着电平钳位、限流保护、浪涌抑制、抗干扰等核心功能,不同位置的电阻需根据回路类型(开关量 / 模拟量、输入 / 输出)和负载特性(感性 / 阻性 / 容性)精准选型,才能保障 PLC 系统的稳定运行。