以s7-200為例，其plc輸出有二種形式：1、繼電器觸點(diǎn)輸出（見(jiàn)圖一）；2、晶體管發(fā)射極輸出（見(jiàn)下圖二）。由于plc內(nèi)的繼電器觸點(diǎn)電流與晶體管輸出電流都較小，故不可用它直接驅(qū)動(dòng)像電磁閥這樣大功率（大電流）直流負(fù)載，一般均采用中間直流繼電器做過(guò)渡（見(jiàn)下圖三）。
用繼電器驅(qū)動(dòng)電磁閥電路簡(jiǎn)單，但它有以下缺點(diǎn)：1、繼電器使用壽命有限制，在繼電氣頻繁動(dòng)作的場(chǎng)合，要經(jīng)常更換繼電器方可確保設(shè)備可靠動(dòng)作；2繼電器觸點(diǎn)易粘連，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中因它的粘連會(huì)引起操作失控而造成事故；3、繼電器線圈如發(fā)生短路會(huì)燒毀plc的輸出點(diǎn)。
為克服因繼電器觸點(diǎn)粘連、其線圈短路及電磁閥線圈短路所造成的失控及損壞，本文提供用二種帶有斷電保護(hù)功能的驅(qū)動(dòng)大功率電磁閥的控制電路，供大家分析參考：
一、由繼電器組成的驅(qū)動(dòng)電磁閥啟停與保護(hù)電路，見(jiàn)下圖：
（一）、電路說(shuō)明：該電路是由3個(gè)直流繼電器組成，其j0為基本電路組件，它受plc的輸出控制，它的常開(kāi)觸點(diǎn)控制電磁閥的通斷。考慮繼電器觸點(diǎn)易粘連及線圈短路會(huì)引起失控造成事故，增加了j1、j2二個(gè)繼電器及電阻電容等原件，組成了當(dāng)繼電器觸點(diǎn)粘連、線圈短路或電磁閥線圈短路時(shí)立即斷電的保護(hù)電路，圖中綠色虛線框內(nèi)電路為主電路，其余部分即為當(dāng)繼電器觸點(diǎn)粘連或繼電器、電磁閥線圈短路時(shí)立即切斷電源的保護(hù)電路。
電路的j0、j1繼電器的工作電壓為12v，其線圈電阻值=ro。j2工作電壓=24v。j0串接r3（阻值=ro），接在q0.0輸出端，故當(dāng)q0.0=1（+24v）時(shí)j0電壓=12v可正常動(dòng)作。dw1穩(wěn)壓管與6v指示燈z3串聯(lián)后，與r3并聯(lián)。當(dāng)q0.0=1時(shí)r3電壓=12v。低于dw1穩(wěn)壓值（18v），故正常情況下dw1處于截至狀態(tài)，指示燈z3是不會(huì)點(diǎn)亮的。
j1與與電容器c1并接，再與電阻r4(其阻值ro)串聯(lián)，組成為通電延時(shí)定時(shí)器，其定時(shí)時(shí)間要略長(zhǎng)于j0動(dòng)作時(shí)間。
r2的阻值應(yīng)選為電磁閥df1線圈的阻值rd的1/10~1/20，即r2=rd/ (10~20)，這樣在正常情況下，當(dāng)電磁閥通導(dǎo)其r2的電壓僅為1~2v，是不影響電磁閥的正常動(dòng)作的。而與r2并聯(lián)的j2在這么小的電壓下是不會(huì)吸合的。
k1為常閉按鈕，它起電路復(fù)位作用，即：一旦保護(hù)電路動(dòng)作，其j1或j2繼電器將吸合自鎖，j1、j2常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷電磁閥及plc對(duì)外輸出，起到保護(hù)作用。當(dāng)電路排除故障后（如換掉j0或df1），需要按一下k1按鈕，使j1與j2斷電回原位，使電路恢復(fù)正常狀態(tài)。
（二）、電路工作原理：
1、正常工作時(shí)：當(dāng)plc的q0.0=0時(shí)（即電磁閥未工作），其j0、j1、j2及電磁閥df1均處于斷電狀態(tài)，報(bào)警指示燈z1、z2、z3皆滅。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)電磁閥工作時(shí)，其q0.0輸出由0↑1，使j0得電吸合，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合使電磁閥得電啟動(dòng)。此時(shí)j1電壓(≈6v)小于其最小吸合電壓，j2也處于不吸合狀態(tài)。故j1、j2均為未閉合。
當(dāng)電磁閥停止工作時(shí)，即q0.0由1↓0時(shí)，使j0失電，此時(shí)d1導(dǎo)通開(kāi)始續(xù)流放電，當(dāng)放電電流小于j0的最小吸合電流時(shí)，j0由閉合變斷開(kāi)。其常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，使電磁閥斷電，d2導(dǎo)通進(jìn)行續(xù)流放電，確保j0觸點(diǎn)不會(huì)打火而粘連。
j0失電斷開(kāi)這一瞬間是非常暫短的，當(dāng)d1導(dǎo)通續(xù)流時(shí)，其j0二端電壓≈0（0.7v），故使j1支路得電通導(dǎo)，由于c1作用，使j1電壓由0開(kāi)始增加，當(dāng)j0常閉觸點(diǎn)由閉合變斷開(kāi)時(shí)，其j1的上升電壓仍<j1的最小吸合電壓，故使j1未等吸合又再次斷電。故j1不會(huì)在q0.0由1↓0的瞬間產(chǎn)生顫動(dòng)的。從而確保電路動(dòng)作無(wú)誤。這就是j1為什么要并接電容的原因。
2、j0觸點(diǎn)粘連時(shí)：當(dāng)q0.0由1↓0時(shí)，使j0失電斷開(kāi)，如果此時(shí)j0的觸點(diǎn)發(fā)生粘連就會(huì)使電磁閥不能斷電，但由于j0斷開(kāi)，其d1導(dǎo)通續(xù)流，使j0二端電壓≈0。，故使j1支路得電，使c1被充電，當(dāng)c1電壓> j1吸合電壓時(shí)，j1將吸合自鎖。j1的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷電磁閥電源使其停止工作，j1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，又使報(bào)警指示燈z1亮進(jìn)行“粘連”報(bào)警。也可以用j1常開(kāi)觸點(diǎn)接plc的一輸入點(diǎn)和+24v端，將報(bào)警信號(hào)輸入給plc，使plc立即停止運(yùn)行，避免發(fā)生事故。
3、電磁閥線圈短路時(shí)：當(dāng)q0.0=1時(shí)，j0吸合，電磁閥動(dòng)作。如此時(shí)電磁閥線圈突然短路，必然使24v電壓加在j2與r2上，由于r2阻值很小，會(huì)產(chǎn)生很大的電流危害24v電源。但由于r2并聯(lián)j2（此時(shí)的電壓=24v），故使j2吸合自鎖，j2的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷電阻r2，使回路電路=j2線圈電流。而j2的閉合，又使與之并聯(lián)的報(bào)警指示燈z2亮進(jìn)行報(bào)警。也可以用j2常開(kāi)觸點(diǎn)接plc的一輸入點(diǎn)和+24v端，將報(bào)警信號(hào)輸入給plc，使plc立即停止運(yùn)行，避免發(fā)生事故
4、j0線圈短路時(shí)：j0工作電壓選為12v，而q0.0=1時(shí)其輸出電壓24v，為使j0能在正常電壓下工作，j0(阻值=ro)，再串接一個(gè)阻值=ro的電阻r3。這樣當(dāng)q0.0=1時(shí)j0的電壓=12v。此時(shí)r3電壓也=12v，由于低于穩(wěn)壓管dw1的穩(wěn)壓值（18v），dw1未導(dǎo)通，z3燈不亮。
串接電阻r3的目的是為防止j0線圈短路時(shí)不會(huì)燒毀plc輸出點(diǎn)：如j0線圈短路，與其串聯(lián)的電阻r3將成為q0.0的輸出負(fù)載，此時(shí)plc的輸出電流僅比正常時(shí)的輸出電流大一倍，故不會(huì)燒毀plc的輸出點(diǎn)的。此時(shí)r3電壓=24v，大于dw1的穩(wěn)壓值，故使dw1通導(dǎo)，z3燈亮。即發(fā)出j0線圈短路報(bào)警。
二、用電子元件組成的驅(qū)動(dòng)電磁閥啟停及斷電保護(hù)電路
除上述用繼電器組成的電路外，還可以用功率晶體管電阻電容等器件組成啟動(dòng)大功率電磁閥及其保護(hù)電路，請(qǐng)見(jiàn)下圖：
圖一、大功率電磁閥驅(qū)動(dòng)電路及斷電保護(hù)電路圖
下面就本圖的有關(guān)元件及電路原理作以說(shuō)明：
圖中 g1為npn型功率三極管，構(gòu)成反相放大器，其集電極接電磁閥線圈一端（電磁閥線圈要并接一反向二極管做斷電續(xù)流用），電磁閥線圈另一端接接g2管的集電極。g1管的發(fā)射極接r2電阻，r2阻值=電磁閥電阻rd的十分之一（即=rd/10）。此點(diǎn)接d1二極管去d觸發(fā)器4013的clk控制輸入端。r2電阻的另一端接電源的地（m）。
4013 為雙d觸發(fā)器，它有6個(gè)引線端點(diǎn)，其q為正向輸出端，q\為反向輸出端，d為數(shù)據(jù)輸入端，r為復(fù)位端，s為置位端，其r、s皆為高電位觸發(fā)有效（即當(dāng)r或s=1時(shí)，會(huì)使q=1或使q=0。 clk為控制端，當(dāng)clk=1時(shí)，其上跳沿觸發(fā)有效，將使輸出端q電位發(fā)生變化（clk觸發(fā)有效使q端輸出與數(shù)據(jù)端d的電位相同。本圖的d=0（接地），故觸發(fā)clk將使q=0、q\=1。
4013的電源電壓=15v，是由穩(wěn)壓二極管與6.8k電阻分壓提供的。
圖中4013的r端接地（0v），而s端接于c1與100k電阻的連接點(diǎn)，c1的上端接+15v，而電阻下端接0v，該線路作用是確保4013在接通電源后，其輸出端q恒=1（=+15v），q輸出高電壓通過(guò)10k電阻給g3管注入足夠大的基極電流，使g3管飽和導(dǎo)通，g3集電極電壓=0，又通過(guò)1.2k電阻給g2管注入足夠大的基極電流使g2管飽和導(dǎo)通，使24v電壓加在電磁閥的上端。
在講述線路動(dòng)作原理之前，先講一下圖中由二極管、電阻、晶體管等元件組成的與門、或門及或非門電路及在線路中的作用：
圖二、由二極管、電阻、晶體管組成的與門、或非門、或門電路圖
1、圖二是從圖一中截取的部分電路，其d3、d4與r1組成2輸入正與門電路（粉色虛線框），其輸入端a為g1管集電極，b為plc輸出端q1.0，因a、b分別為g1管反相器的輸出與輸入端，故a、b二點(diǎn)的電壓總是反相的（如b為高，則a為低，如b為低，則a為高），在正常情況下，a、b二點(diǎn)總有一個(gè)為0電壓，故使與門輸出點(diǎn)m的電壓恒=0。
2、d5、d6、g4及r2、r3、10k電阻組成2輸入或非門電路（綠色虛線框），其輸入也為a與b二點(diǎn)，由于在正常情況下，a、b二點(diǎn)總有一個(gè)為高電壓，通過(guò)10k電阻給g4管注入基極電流，使g4管導(dǎo)通，故或非門輸出點(diǎn)n輸出電壓恒=0。
3、d1、d2、d7與r4組成3輸入或門電路（紫色虛線框），其3個(gè)輸入點(diǎn)為c、m、n，其c點(diǎn)為g1管發(fā)射極對(duì)地電壓，正常情況下，c點(diǎn)電壓≈0，而m、n電壓在正常情況下也=0，故正常情況下或門輸出clk電壓=0。
該線路動(dòng)作原理：
接通電源瞬間，c1因保持通電前的電壓（0v）不變，故使s端的電壓=15v，使4103置位（即使4013的q=1），隨著100k電阻對(duì)c1充電，使c1電壓由0v↑15v，使s端電壓由15v↓0v，使s置位使能失效。4013的q=1，其q端輸出高電壓將通過(guò)10k電阻加在g3管的基極，使g3管飽和導(dǎo)通，而g3管的集電極=0，又通過(guò)1.2k電阻，又使g2管產(chǎn)生足夠大的基極電流，使g2管飽和導(dǎo)通，此時(shí)g2管的導(dǎo)通相當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合：將+24v加在電磁閥線圈上。
正常情況下，如plc的q1.0=0（即b=0），則g1管截止，其輸出點(diǎn)a=1，使與門輸出點(diǎn)m=0，或非門輸出點(diǎn)n也=0，此時(shí)c點(diǎn)=0，故或門輸出clk=0。4013 無(wú)觸發(fā)信號(hào)輸入，其輸出端q=1—>g3導(dǎo)通—>g2導(dǎo)通，+24v加在電磁閥線圈上。
如plc的q1.0=1（即b=1），則g1管導(dǎo)通，電磁閥得電動(dòng)作。其輸出點(diǎn)a=0，其與門輸出點(diǎn)m=0，或非門輸出點(diǎn)n 也=0，此時(shí)c點(diǎn)≈0，故或門輸出clk=0。4013仍無(wú)觸發(fā)信號(hào)，其輸出端q=1—>g3導(dǎo)通—>g2導(dǎo)通，+24v加在電磁閥線圈上。
當(dāng)運(yùn)行中如出現(xiàn)以下4種情況均會(huì)切斷電源且報(bào)警：
1、電磁閥工作中其線圈突然短路，如q1.0=1，此時(shí)的g1管變?yōu)樯錁O跟隨器，使c
點(diǎn)電壓=高電壓，通過(guò)d1使或門輸出clk=1，clk=1的前沿正突跳觸發(fā)4013，使4013的輸出q=0—>g3截止—>g2截止，切斷24v電源。
2、如電磁閥工作中其線圈突然斷路：
（1）、如此時(shí)q1.0=1，其a點(diǎn)因線圈斷路空懸，必使與門輸出m=1，通過(guò)d2使或門輸出clk=1，其前沿正突跳觸發(fā)4013，使4013的輸出q=0—>g3截止—>g2截止，切斷24v電源。
（2）、如此時(shí)q1.0=0，其a點(diǎn)因線圈斷路空懸，必使或非門輸出n=1，通過(guò)d7使或門輸出clk=1，其前沿正突跳觸發(fā)4013，使4013的輸出q=0—>g3截止—>g2截止，切斷24v電源。
3、工作中如g1管突然短路：a點(diǎn)因g1管的短路，使a點(diǎn)電壓=0，此時(shí)如q1.0=1，其a點(diǎn)電壓=0與正常情況一樣，電路不會(huì)發(fā)出報(bào)警，當(dāng)q1.0由1變0時(shí)，a點(diǎn)電壓因g1管的短路仍=0，這樣a與b電壓同時(shí)為0，使或非門輸出n=1，通過(guò)d7使或門輸出clk=1，其前沿正突跳觸發(fā)4013，使4013的輸出q=0—>g3截止—>g2截止，切斷24v電源。
4、工作中如g1管突然斷路：a點(diǎn)因g1管的斷路而空懸，此時(shí)如q1.0=1，b點(diǎn)=1，會(huì)使與門輸出m=1，通過(guò)d2使或門輸出clk=1，其前沿正突跳觸發(fā)4013，使4013的輸出q=0—>g3截止—>g2截止，切斷24v電源。此時(shí)如q1.0=0，即b點(diǎn)=0，會(huì)使或非門輸出n=1，通過(guò)d7使或門輸出clk=1，其前沿正突跳觸發(fā)4013，使4013的輸出q=0—>g3截止—>g2截止，切斷24v電源。
三、二種電路比較
由繼電器組成的驅(qū)動(dòng)電路，簡(jiǎn)單、易懂、易維修，適應(yīng)于不太熟悉電子線路的操作人員。由晶體管等電子元件組成的驅(qū)動(dòng)電路，適應(yīng)于熟悉電子線路的操作人員使用，特別適用于需多個(gè)電磁閥進(jìn)行控制的設(shè)備使用，可以將多個(gè)控制電路集中于一塊印刷板，相比由繼電器組成的驅(qū)動(dòng)電路：體積小，動(dòng)作靈敏可靠，費(fèi)用低。