PLC常用的电气元件介绍（按钮开关/继电器/三极管）

按钮开关

按钮开关的实物照片及符号如图 1所示：

图 1-1按钮开关示意图(a)实物图 (b)电气符号 (c)等效梯形图符号

1.1简单介绍

原理及作用：利用按钮推动传动机构，使动触点与静触点按通或断开，并实现电路换接的开关。是一种结构简单，应用十分广泛的主令电器。在电气自动控制电路中，用于手动出控制信号，给PLC输入端子输送输入信号。

1.2 应用举例

下面用简单的点动电路举例介绍最常见的常开按钮在电气控制中的应用。

图 1-2 按钮未接通灯泡状态

图 1-3 按钮接通灯泡状态

继电器

继电器的实物照片及符号如图 2-1所示：

图 2-1继电器示意图(a)继电器实物图 （b）电路符号 （c）相应的 PLC 梯形图

2.1 原理及作用

当输入量(激励量)的变化达到规定要求时， 在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

下面我们给出继电器线圈未通电和通电后的示意图，进行比较以使读者更深入且直观的了解其原理及作用。

图 2-2 继电器线圈未通电状态

图 2-2为继电器线圈未通电的原始状态：13、14 脚为继电器线圈，5 脚是常开触头，1 脚是常闭触头，9 脚是公共触头。此时在复位弹簧的作用下，动触点和 1 脚接触，1脚和 9 脚所构成的常闭触头处于常态，也就是闭合状态。

图 2-3继电器线圈通电状态

图 2-3为继电器线圈通电状态：13、14 脚接通电源后，在继电器线圈产生的电磁力的作用下，衔铁克服复位弹簧拉力，水平向左运动，带动动触头和 5 脚接触，9 脚触头与 5 脚由原来的常开改为闭合状态，9 脚与 1 脚则由原来的常闭改为断开状态，直到 13、14 断开电源后由复位弹簧将触头恢复图1-5 的原始状态。

2.2 应用举例

下面用一个简单的点动电路举例介绍继电器在电气控制中的应用。

图2-4 继电器未通电工作，灯泡熄灭（a）原理图 （b）实物图

图 2-5 继电器通电工作，灯泡点亮（a）原理图 （b）实物图

图 2-4：按钮未按下 → 继电器线圈不得电 → 继电器常开触点切断回路电流 → 灯泡不亮

图 2-5：按钮按下 → 继电器线圈得电 → 继电器常开触点闭合灯泡有电流 → 灯泡点亮

继电器与灯泡时序图如下图 2-6：

图 2-6 继电器通断灯泡时序图

三极管

图 3-1常见三极管外观与符号（a）常见实物图 （b）电路符号

3.1 原理及作用：

三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管。分成NPN和PNP两种。三极管有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。

晶体三极管是一种电流控制电流的半导体器件，其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号， 也用作无触点开关。如果三极管主要工作在截止和饱和状态，那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。当基极电流为 0 时，三极管集电极电流为 0（这叫做三极管截止），相当于开关断开；当基极电流很大，以至于三极管饱和时，相当于开关闭合。

3.2 应用举例:

下面用一个简单的控制电路介绍一下 NPN 形三极管的开关作用。

图 3-2 按钮开关未按下（a）实物图 （b）原理图

图 3-2（a）为实物图，（b）是与之相对应的原理图，按钮开关未按下时三极管 b 脚没有电流，电流无法从三极管 c 脚流向 e 脚，此时灯泡不亮。

图 3-3 按钮开关按下（a）实物图 （b）原理图

图 3-3（a）为实物图，（b）是与之对应的原理图，按下按钮开关时，三极管 b 有电流，此时 c 脚与 e 脚导通，电流从 ce 脚流过，故灯泡点亮。