在大多數(shù)離散 PLC 系統(tǒng)中，排除輸出設(shè)備故障的過(guò)程相當(dāng)簡(jiǎn)單。如果輸出端正常工作，則在“關(guān)閉”時(shí)應(yīng)測(cè)量 0 V，在“開啟”時(shí)應(yīng)測(cè)量滿源電壓。對(duì)于數(shù)字和繼電器輸出，情況確實(shí)如此。對(duì)于由 TRIAC 驅(qū)動(dòng)的 AC 輸出也應(yīng)如此，但在這些情況下，可能會(huì)產(chǎn)生一些令人困惑的儀表讀數(shù)。

電壓表是電氣故障排除技術(shù)人員有用的工具。快速讀數(shù)可以區(qū)分開路和閉路，并幫助識(shí)別故障點(diǎn)——通常只需一兩個(gè)讀數(shù)。工業(yè)控制電路的部分之一是電壓讀數(shù)通常為 0 V 或全源電壓（控制電路通常為 24 VDC 或 120 VAC）。

電壓表很少顯示電壓部分下降，盡管有時(shí)會(huì)發(fā)生這種情況。其中一種罕見(jiàn)情況是在對(duì)交流輸出設(shè)備（如接觸器線圈或螺線管）進(jìn)行故障排除時(shí)。如果這些 120 VAC 輸出之一連接到 PLC 模塊上的繼電器輸出，則閉合繼電器觸點(diǎn)應(yīng)發(fā)送 120 V，而斷開觸點(diǎn)應(yīng)發(fā)送 0 V。因此，故障排除人員應(yīng)讀取輸出設(shè)備上的相同電壓，以提供證據(jù)表明問(wèn)題是出在設(shè)備、接線還是 PLC 本身。

當(dāng)這些線圈設(shè)備連接到 TRIAC AC 輸出（有時(shí)簡(jiǎn)稱為“AC 輸出”）時(shí)，損壞線圈的讀數(shù)可能會(huì)顯示 100 至 120 V 以下范圍內(nèi)的中間值 - 這個(gè)范圍似乎不合邏輯。

圖 1.基于 PLC 的交流輸出模塊的幾個(gè)示例，其中 TRIACS 驅(qū)動(dòng)輸出電流。

直覺(jué)可能會(huì)說(shuō)，如果 PLC 輸出提供的電壓太小，則表明它有故障，必須更換。但要小心！正如我們將看到的，這個(gè)讀數(shù)實(shí)際上可能表示故障輸出設(shè)備內(nèi)部有開路，而 TRIAC 本身可能沒(méi)有問(wèn)題。

什么是三端雙向可控硅？

該術(shù)語(yǔ)指的是一種稱為交流三極管或 TRIAC 的固態(tài)設(shè)備。這是一種由來(lái)自 PLC 的微小控制電壓激活的硅基開關(guān)。從某種意義上說(shuō)，它就像交流負(fù)載的晶體管（如 MOSFET）。它在激活時(shí)確實(shí)會(huì)有少量的電壓降，因此電流水平通常比繼電器電路稍微受限一些。但是，由于沒(méi)有活動(dòng)部件，只要在電流額定值以下使用得當(dāng)，它們的開關(guān)壽命幾乎是無(wú)限的。

與所有固態(tài)設(shè)備一樣，TRIAC 永遠(yuǎn)不會(huì)完全“打開”或“關(guān)閉”。電阻只是在極低電阻（為輸出設(shè)備提供電流）和極高電阻（限制流向輸出設(shè)備的電流）之間切換。當(dāng)端子通電時(shí)，該極低但可測(cè)量的電阻會(huì)導(dǎo)致微小的電壓下降，從而導(dǎo)致功率耗散和熱量。

如何測(cè)試 TRIAC 輸出

要執(zhí)行簡(jiǎn)單的萬(wàn)用表三端雙向可控硅交流輸出測(cè)試，請(qǐng)將交流電壓表引線放在輸出端子和交流線的 中性線(N) 之間。

將輸出端調(diào)至 ON 狀態(tài)。儀表的電壓讀數(shù)應(yīng)為 24 或 120 vAC，具體取決于所使用的系統(tǒng)。

現(xiàn)在，將輸出端關(guān)閉。電壓讀數(shù)應(yīng)略大于電源的一半（不是 0 V）。很難確定準(zhǔn)確的預(yù)期值，因?yàn)椴⒎撬?TRIAC 和儀表都具有相同的電阻。

但為什么它會(huì)讀取一些中間電壓水平呢？這是因?yàn)楣虘B(tài)器件中存在漏電流。

漏電流問(wèn)題

對(duì)于大多數(shù)常見(jiàn)的 TRIAC 而言，“漏電流”是指制造商保證的 TRIAC 關(guān)閉時(shí)可能出現(xiàn)的電流范圍限制。這個(gè)量非常??；例如，額定電流為 4 A 的 TRIAC BT136 的數(shù)據(jù)表提供了關(guān)斷狀態(tài)電流量，它與漏電流相同。

圖 2. BT136 TRIAC、等效符號(hào)和數(shù)據(jù)表中指定關(guān)斷狀態(tài)（泄漏）電流的線。

關(guān)斷狀態(tài) TRIAC 電阻

在本應(yīng)用示例中，范圍為 0.1 mA 至 0.5 mA，施加電壓為 600 V。施加電壓越小，漏電流自然就越小。計(jì)算等效斷態(tài)電阻值將得出這些電流值的范圍為 6 MΩ 至 1.2 MΩ。

記住這個(gè)值，技術(shù)人員正在對(duì)一個(gè)線圈開路的設(shè)備進(jìn)行故障排除，并測(cè)量線圈兩端的電壓為 112 V，預(yù)計(jì)會(huì)看到 0 V。PLC 端子已驗(yàn)證為關(guān)閉，但仍然有 112 V。輸出是否出問(wèn)題了？

將 TRIAC 表示為串聯(lián)電路

由于線圈是開路的，萬(wàn)用表在接通后立即完成電路。那微量的漏電流通過(guò)儀表，記錄了電壓，但這個(gè) 112 V 是合理的測(cè)量值嗎？

標(biāo)準(zhǔn) DMM 的內(nèi)部電阻在 10 MΩ 到 20 MΩ 之間。大多數(shù)優(yōu)質(zhì)工具的內(nèi)部電阻接近 20 MΩ。如果測(cè)量電壓為 112，內(nèi)部電阻為 20 MΩ，則電流約為 5.6 微安。

回到 PLC，TRIAC 必須降低剩余的 8 V。鑒于 5.6 微安的漏電流，等效電阻約為 1.5 MΩ。根據(jù)規(guī)格表，這符合該 TRIAC 的合理范圍。

對(duì)于 120 VAC 電源，電壓值很可能在 80-110 V 左右，而對(duì)于 24 VAC 電源，電壓值很可能在 20-23 V 左右（電源電壓越小 = 漏電流越小，電表壓降越?。?。

圖 3.兩個(gè)電路，左側(cè)為實(shí)際輸出電路，線圈為開路，右側(cè)為等效電路，每個(gè)元件都表示為電阻。由于線圈為開路，因此可以將其寫成簡(jiǎn)單的串聯(lián)電路。

什么可以改變電壓降？

一些因素會(huì)導(dǎo)致測(cè)量電壓不同。

首先，電阻較低的電表會(huì)降低測(cè)量的電壓（回顧串聯(lián)電路分壓器的概念）。

如果輸出端子確實(shí)打開，即使線圈損壞，電壓也會(huì)達(dá)到 120 V。在確定故障之前，請(qǐng)確保端子已關(guān)閉。

如果線圈功能正常，電阻將遠(yuǎn)低于儀表，不超過(guò)幾百歐姆。在這種情況下，根據(jù)數(shù)據(jù)表，即使漏電流也應(yīng)小于 0.5 mA，因此 500 Ω 線圈的電壓降應(yīng)小于 0.25 V。如果線圈良好，故障排除過(guò)程更接近繼電器輸出的預(yù)期。

如果該測(cè)量值令人非常擔(dān)憂，可以將電阻與線圈并聯(lián)。如果該值比線圈高 10 倍左右（可能是 5,000 到 10,000 Ω），則不會(huì)對(duì)電路的電流消耗產(chǎn)生很大影響，但電阻仍將遠(yuǎn)低于 TRIAC 本身，因此當(dāng)端子關(guān)閉時(shí)，開路線圈的測(cè)量電壓將更接近 0。

縮略圖 PLC IO 接線圖