PLC控制系統的故障,很大一部來自電源,合理選擇和使用電源是很重要的。本文以西門子PLC為參考加以說明。
PLC的CPU模塊,内部包含電源闆、接口闆和主控闆,其内部使用DC24V、DC5V及DC3.3V三種等級電源,如果是AC/DC/RLY型的PLC,其内部電源闆就是一個開關電源,參考圖一;
如果是DC/DC/RLY或DC/DC/DC型的PLC則其内部電源闆就是一個濾波闆,并增加了限流保護功能,以防短路,參考圖二。
PLC分為單相AC220V供電和直流DC24V供電,使用時一定要看清楚。如果電源輸入處有N标識,那一定是交流輸入;如輸入處有M标識,那一定是直流輸入。西門子PLC交流電源輸入的其中一端L1和直流電源輸入的一端L 很相似,一旦把AC220V 誤接入DC24V電源輸入端或DC24V輸出端,則PLC瞬間報廢。
- 如PLC使用AC220電源為其供電,其内部變換出供本體使用和向外部供電的DC24V電源。這個外供傳感器電源僅能輸出小于300mA的電流,雖然帶有短路保護,實踐證明并不宜用它給傳感器供電,因為現場很複雜,很容易發生傳感器或變送器短路或漏電,會拉低PLC内部供電,造成PLC邏輯電平判斷異常,發生不可預料、難以查找的故障,且也容易從現場經電源線引入幹擾。這個CPU模塊輸出的DC24V電源,可用于控制櫃内小功耗器件,如模拟信号隔離器、櫃門LED指示燈及按鈕、部份擴展模塊等。現場的傳感器、執行器一般都外配單獨的開關電源供電。
- 如PLC使用DC24V為其供電,則需選配合适的開關電源,這個電源最好是專為PLC供電,否則當櫃外電磁閥、傳感器等發生24V電源短路時,開關電源會立即啟動短路保護,關閉DC24V輸出,PLC失電停機,整台機器或生産線突然停止運轉,很容易發生重大人身傷害和财産損失。工控上一般選用導軌式開關電源,選型時要根據系統具體構成情況,确定好電源功率和驅動電流。特别要注意其交流輸入電壓範圍,盡量選全球通用電壓範圍,一般是AC100~277V,下限太高,當電網供電電壓瞬時下跌太大時,容易造成PLC因短暫失電而複位,發生突然停機事故;上限越高越好,電網電壓大幅波動時也不易損壞;一定要将開關電源輸出的DC24V接到PLC的電源輸入處,而不能接到本體輸出電源處。兩處的标志都是L 和M,但電源品質有區别,接錯了PLC也不會正常工作。參見圖二,理解一下。
- 開關電源在帶上負載後,一般輸出電壓會有所降低,可在标識為ADJ的位置,調節微調電位器,将電壓調整到标準24V;特别容易被忽略的是,很多人地線不接,實際它很重要。其一,不接地線,其内部安規Y電容就沒有共模幹擾濾波作用;其二,不接地線,外殼會經Y電容使金屬外殼感應100V左右的電壓,也不安全,可參考圖一并理解之。同理,PLC上有接地标志的地方也要接機殼地,可抗共模幹擾!
- 開關電源中,有很多要用拔動開關選擇是AC110輸入,還是AC220輸 入。國内供貨,一般默認選擇 AC220位置,給國外110電網國家 供貨,需要注意選擇好,打開維 修時也不要搞亂了。如圖三所示,是 其表貼提醒标志,意思是 上電 前檢查一下輸入電壓,做 好 選 擇以免損壞。
圖三
5.為全面了解PLC的電源分布情況,同時也為了對CPU模塊有大概的了解,提高分析問題、解決問題的能力,特提供PLC的CPU模塊結構框圖,供分析故障時參考。參見下圖。
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