在實際應用的PLC電氣控制電路中,存在著各種各樣的幹擾噪聲信號。若電路的抗幹擾能力較低將導致測量、控制的準確性降低,產生誤動作,從而帶來嚴正極集電極重的後果。因此,硬體上可以採用一些抗幹擾的設計發光二極體(平*K)光敏三極體技術來破壞幹擾信號進入測控系統的途徑,可有效地提高PLC控制系統的抗幹擾能力。事實證明,採用光電隔離技術是一種簡便易行的方法。隔離技術是破壞幹擾途徑的抗幹擾方法,硬體上常採用光電耦合器件實現電一光一電的隔離,能有效地破壞幹擾源的進入,可靠地實現信號的隔離,並易構成各種功能狀態。
當電信號送入光電耦合器的輸入端時,發光二極體通過電流而發光,光敏元件受到光照後產生電流,CE導通,當輸入端無信號,發光二極體不亮,光敏三極體截止,CE不通。對於數字量,當輸入為低電平「0」時,光敏三極體截止,輸出為高電平「1」,當輸入為高電平「1」時,光敏三極體飽和導通,輸出為低電平「0」。若基極有引出線則可滿足溫度補償、檢測調製等要求,這種光耦合器性能較好,價格便宜,因而應用廣泛。目前,大多數光電耦合器件的隔離電壓都在2.5kV以上,有些器件達到了8kV,既有高壓大電流大功率光電耦合器件,又有高速高頻光電耦合器件(頻率高達10MHz)。常用的器件如4N25,其隔離電壓為5.3kV;6N137,其隔離電壓為3kV,頻率在10MHz以上。
光耦繼電器之所以在傳輸信號的同時能有效地抑制尖脈衝和各種噪聲幹擾,使通道上的信號噪聲比大為提高,主要有以下幾方面的原因:a光電耦合器的輸入阻抗很小,只有幾百歐姆,而幹擾源的阻抗較大,通常為10~10Ω。據分壓原理可知,即使幹擾電壓的幅度較大,但饋送到光電耦合器輸入端的噪聲電壓會很小,只能形成很微弱的電流,由於沒有足夠的能量而不能使二極體發光,從而被抑制掉了。光電耦合器能夠起到很好的安全保障作用,即使當外部設備出現故障,甚至輸入信號線短接時,也不會損壞儀器儀表。因為光耦合器件的輸入迴路和輸出迴路之間可以承受幾千伏的高壓。
PLC控制系統有多個輸入埠,接收來自遠處現場設備傳來的狀態信號,PLC控制系統對這些信號處理後,輸出各種控制信號去執行相應的操作。在現場環境較惡劣時,會存在較大的電磁幹擾,若這些幹擾隨輸入信號一起進入PLC控制系統,會使控制準確性降低,產生誤動作。因而,可在PLC控制系統的輸入和輸出端,用光電耦作接口,對幹擾信號及幹擾噪聲進行隔離。典型的光電耦合電路如圖所示。該電路主要應用在「A/D轉換器」的數位訊號輸出,及由CPU發出的對前向通道的控制信號與模擬電路的接口處,從而實現在不同系統間信號通路相聯的同時,在電氣通路上相互隔離,並在此基礎上實現將模擬電路和數字電路相互隔離,起到抑制幹擾信號相互串擾的作用。
先進光半導體由南方先進聯合日本歸國華僑楊振林博士團隊合資成立,以南方先進為主要投資方、楊博士團隊為技術核心的一家專業從事光電器件、光耦合器、光耦繼電器等光電集成電路以及光電驅動等產品,研發團隊涵蓋設計、製造、銷售和服務的高新技術企業,先進光半導體擁有先進的光電器件全自動生產線,具有年產8000萬隻光電光耦器件的生產能力。現階段先進光半導體的光耦繼電器、光耦合器等主要產品用於:蓄電系統.智能電錶.自動檢測設備.電信設備.測量儀器.醫療設備.通信設備.PC端.安防監控.O/A設備.PLC控制器.I/O控制板等,依託於光半導體綜合的設計技術和晶片製造技術優勢,先進光半導體期望在有廣闊發展前景的光電控制領域深耕,逐步提升產品的技術附加值,擴充技術含量更高的產品線。