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工业控制
PLC控制系统的故障,很大一部来自电源,合理选择和使用电源是很重要的。本文以西门子PLC为参考加以说明。
PLC的CPU模块,内部包含电源板、接口板和主控板,其内部使用DC24V、DC5V及DC3.3V三种等级电源,如果是AC/DC/RLY型的PLC,其内部电源板就是一个开关电源,参考图一;
如果是DC/DC/RLY或DC/DC/DC型的PLC则其内部电源板就是一个滤波板,并增加了限流保护功能,以防短路,参考图二。
PLC分为单相AC220V供电和直流DC24V供电,使用时一定要看清楚。如果电源输入处有N标识,那一定是交流输入;如输入处有M标识,那一定是直流输入。西门子PLC交流电源输入的其中一端L1和直流电源输入的一端L+很相似,一旦把AC220V 误接入DC24V电源输入端或DC24V输出端,则PLC瞬间报废。
如PLC使用AC220电源为其供电,其内部变换出供本体使用和向外部供电的DC24V电源。这个外供传感器电源仅能输出小于300mA的电流,虽然带有短路保护,实践证明并不宜用它给传感器供电,因为现场很复杂,很容易发生传感器或变送器短路或漏电,会拉低PLC内部供电,造成PLC逻辑电平判断异常,发生不可预料、难以查找的故障,且也容易从现场经电源线引入干扰。这个CPU模块输出的DC24V电源,可用于控制柜内小功耗器件,如模拟信号隔离器、柜门LED指示灯及按钮、部份扩展模块等。现场的传感器、执行器一般都外配单独的开关电源供电。
如PLC使用DC24V为其供电,则需选配合适的开关电源,这个电源最好是专为PLC供电,否则当柜外电磁阀、传感器等发生24V电源短路时,开关电源会立即启动短路保护,关闭DC24V输出,PLC失电停机,整台机器或生产线突然停止运转,很容易发生重大人身伤害和财产损失。工控上一般选用导轨式开关电源,选型时要根据系统具体构成情况,确定好电源功率和驱动电流。特别要注意其交流输入电压范围,尽量选全球通用电压范围,一般是AC100~277V,下限太高,当电网供电电压瞬时下跌太大时,容易造成PLC因短暂失电而复位,发生突然停机事故;上限越高越好,电网电压大幅波动时也不易损坏;一定要将开关电源输出的DC24V接到PLC的电源输入处,而不能接到本体输出电源处。两处的标志都是L+和M,但电源品质有区别,接错了PLC也不会正常工作。参见图二,理解一下。
开关电源在带上负载后,一般输出电压会有所降低,可在标识为ADJ的位置,调节微调电位器,将电压调整到标准24V;特别容易被忽略的是,很多人地线不接,实际它很重要。其一,不接地线,其内部安规Y电容就没有共模干扰滤波作用;其二,不接地线,外壳会经Y电容使金属外壳感应100V左右的电压,也不安全,可参考图一并理解之。同理,PLC上有接地标志的地方也要接机壳地,可抗共模干扰!
开关电源中,有很多要用拔动开关选择是AC110输入,还是AC220输 入。国内供货,一般默认选择 AC220位置,给国外110电网国家 供货,需要注意选择好,打开维 修时也不要搞乱了。如图三所示,是 其表贴提醒标志,意思是 上电 前检查一下输入电压,做 好 选 择以免损坏。
图三5.为全面了解PLC的电源分布情况,同时也为了对CPU模块有大概的了解,提高分析问题、解决问题的能力,特提供PLC的CPU模块结构框图,供分析故障时参考。参见下图。
审核编辑:汤梓红
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