在大多数离散 PLC 系统中，排除输出设备故障的过程相当简单。如果输出端正常工作，则在“关闭”时应测量 0 V，在“开启”时应测量满源电压。对于数字和继电器输出，情况确实如此。对于由 TRIAC 驱动的 AC 输出也应如此，但在这些情况下，可能会产生一些令人困惑的仪表读数。

电压表是电气故障排除技术人员有用的工具。快速读数可以区分开路和闭路，并帮助识别故障点——通常只需一两个读数。工业控制电路的部分之一是电压读数通常为 0 V 或全源电压（控制电路通常为 24 VDC 或 120 VAC）。

电压表很少显示电压部分下降，尽管有时会发生这种情况。其中一种罕见情况是在对交流输出设备（如接触器线圈或螺线管）进行故障排除时。如果这些 120 VAC 输出之一连接到 PLC 模块上的继电器输出，则闭合继电器触点应发送 120 V，而断开触点应发送 0 V。因此，故障排除人员应读取输出设备上的相同电压，以提供证据表明问题是出在设备、接线还是 PLC 本身。

当这些线圈设备连接到 TRIAC AC 输出（有时简称为“AC 输出”）时，损坏线圈的读数可能会显示 100 至 120 V 以下范围内的中间值 - 这个范围似乎不合逻辑。

图 1.基于 PLC 的交流输出模块的几个示例，其中 TRIACS 驱动输出电流。

直觉可能会说，如果 PLC 输出提供的电压太小，则表明它有故障，必须更换。但要小心！正如我们将看到的，这个读数实际上可能表示故障输出设备内部有开路，而 TRIAC 本身可能没有问题。

什么是三端双向可控硅？

该术语指的是一种称为交流三极管或 TRIAC 的固态设备。这是一种由来自 PLC 的微小控制电压激活的硅基开关。从某种意义上说，它就像交流负载的晶体管（如 MOSFET）。它在激活时确实会有少量的电压降，因此电流水平通常比继电器电路稍微受限一些。但是，由于没有活动部件，只要在电流额定值以下使用得当，它们的开关寿命几乎是无限的。

与所有固态设备一样，TRIAC 永远不会完全“打开”或“关闭”。电阻只是在极低电阻（为输出设备提供电流）和极高电阻（限制流向输出设备的电流）之间切换。当端子通电时，该极低但可测量的电阻会导致微小的电压下降，从而导致功率耗散和热量。

如何测试 TRIAC 输出

要执行简单的万用表三端双向可控硅交流输出测试，请将交流电压表引线放在输出端子和交流线的 中性线(N) 之间。

将输出端调至 ON 状态。仪表的电压读数应为 24 或 120 vAC，具体取决于所使用的系统。

现在，将输出端关闭。电压读数应略大于电源的一半（不是 0 V）。很难确定准确的预期值，因为并非所有 TRIAC 和仪表都具有相同的电阻。

但为什么它会读取一些中间电压水平呢？这是因为固态器件中存在漏电流。

漏电流问题

对于大多数常见的 TRIAC 而言，“漏电流”是指制造商保证的 TRIAC 关闭时可能出现的电流范围限制。这个量非常小；例如，额定电流为 4 A 的 TRIAC BT136 的数据表提供了关断状态电流量，它与漏电流相同。

图 2. BT136 TRIAC、等效符号和数据表中指定关断状态（泄漏）电流的线。

关断状态 TRIAC 电阻

在本应用示例中，范围为 0.1 mA 至 0.5 mA，施加电压为 600 V。施加电压越小，漏电流自然就越小。计算等效断态电阻值将得出这些电流值的范围为 6 MΩ 至 1.2 MΩ。

记住这个值，技术人员正在对一个线圈开路的设备进行故障排除，并测量线圈两端的电压为 112 V，预计会看到 0 V。PLC 端子已验证为关闭，但仍然有 112 V。输出是否出问题了？

将 TRIAC 表示为串联电路

由于线圈是开路的，万用表在接通后立即完成电路。那微量的漏电流通过仪表，记录了电压，但这个 112 V 是合理的测量值吗？

标准 DMM 的内部电阻在 10 MΩ 到 20 MΩ 之间。大多数优质工具的内部电阻接近 20 MΩ。如果测量电压为 112，内部电阻为 20 MΩ，则电流约为 5.6 微安。

回到 PLC，TRIAC 必须降低剩余的 8 V。鉴于 5.6 微安的漏电流，等效电阻约为 1.5 MΩ。根据规格表，这符合该 TRIAC 的合理范围。

对于 120 VAC 电源，电压值很可能在 80-110 V 左右，而对于 24 VAC 电源，电压值很可能在 20-23 V 左右（电源电压越小 = 漏电流越小，电表压降越小）。

图 3.两个电路，左侧为实际输出电路，线圈为开路，右侧为等效电路，每个元件都表示为电阻。由于线圈为开路，因此可以将其写成简单的串联电路。

什么可以改变电压降？

一些因素会导致测量电压不同。

首先，电阻较低的电表会降低测量的电压（回顾串联电路分压器的概念）。

如果输出端子确实打开，即使线圈损坏，电压也会达到 120 V。在确定故障之前，请确保端子已关闭。

如果线圈功能正常，电阻将远低于仪表，不超过几百欧姆。在这种情况下，根据数据表，即使漏电流也应小于 0.5 mA，因此 500 Ω 线圈的电压降应小于 0.25 V。如果线圈良好，故障排除过程更接近继电器输出的预期。

如果该测量值令人非常担忧，可以将电阻与线圈并联。如果该值比线圈高 10 倍左右（可能是 5,000 到 10,000 Ω），则不会对电路的电流消耗产生很大影响，但电阻仍将远低于 TRIAC 本身，因此当端子关闭时，开路线圈的测量电压将更接近 0。

缩略图 PLC IO 接线图