西門(mén)子PLC中央處理器CPU414-2安裝及調(diào)試

西門(mén)子PLC中央處理器CPU414-2安裝及調(diào)試         西門(mén)子PLC中央處理器CPU414-2安裝及調(diào)試

潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司 上海詩(shī)慕自動(dòng)化設(shè)備有限公司
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介紹了針對(duì)西門(mén)子S7-300/400系統(tǒng)供電設(shè)計(jì)的一般原則，詳細(xì)介紹了針對(duì)CPU電源、機(jī)架電源、模塊工作電源、傳感器電源的設(shè)計(jì)原則，給出了詳細(xì)的處理措施，另外還對(duì)S7-300/400 110模塊的接線(xiàn)的一些注意事項(xiàng)進(jìn)行了匯總，希望通過(guò)本文檔，能給用戶(hù)以工程實(shí)施的幫助和指導(dǎo)。
    工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)重的干擾，會(huì)通過(guò)工控機(jī)電源對(duì)工控系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害，供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞直接影響到控制系統(tǒng)的可靠性。對(duì)于應(yīng)用PLC的工控系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列因素：供電與接地系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)；電源系統(tǒng)的抗干擾性；外部設(shè)備失電時(shí)不應(yīng)影響P LC的供電，控制系統(tǒng)不允許斷電的場(chǎng)合供電電源的冗余等．西門(mén)子S7-300/400系列可編程控制器是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，對(duì)于S7-300/400來(lái)說(shuō)，電源系統(tǒng)一般會(huì)設(shè)計(jì)到三種電源類(lèi)型：CPU電源，模塊工作電源，傳感器電源，如何合理布局三種電源對(duì)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性至關(guān)重要，合理的電源設(shè)計(jì)才能保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠．

介紹了針對(duì)西門(mén)子S7-300/400系列可編程控制器的抗干擾措施，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段（包括硬件和軟件方面）及系統(tǒng)安裝階段詳細(xì)分析了抗干擾措施的方法和步驟，希望能給使用S7-300/400系列可編程控制器用戶(hù)入門(mén)指導(dǎo)。
    西門(mén)子S7-300/400系列可編程控制器是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中SIEMENS采取了多層次抗干擾措施，使系統(tǒng)能在惡劣的工業(yè)環(huán)境下與強(qiáng)電設(shè)備一起工作。運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性很高，S7-300/400平均*工作時(shí)間高達(dá)幾萬(wàn)小時(shí)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，S7-300/400的功能也越來(lái)越強(qiáng)，使用越來(lái)越方便，因此在工業(yè)控制系統(tǒng)中使用日益廣泛。但是，產(chǎn)品的可靠性高只是保證系統(tǒng)可靠工作的前提，還必須在設(shè)計(jì)和安裝S7-300/400系統(tǒng)過(guò)程中采用相應(yīng)的措施，才能保證系統(tǒng)可靠工作．在S7-300/400使用現(xiàn)場(chǎng)的情況往往比較復(fù)雜，常常存在各種不同配電、控制及驅(qū)動(dòng)設(shè)備，各個(gè)設(shè)備之間控制電纜的鋪設(shè)也很接近，這就造成了干擾的產(chǎn)生。電網(wǎng)的波動(dòng)、大功率用電設(shè)備電纜線(xiàn)及其本身產(chǎn)生的電磁斜波，另外一些自然環(huán)境如閃電等都會(huì)對(duì)S7-300/400的正常工作造成影響。

PLC的安裝PLC適用于大多數(shù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，但它對(duì)使用場(chǎng)合、環(huán)境溫度等還是有一定要求?？刂芇LC的工作環(huán)境，可以有效地提高它的工作效率和壽命。在安裝PLC時(shí)，要避開(kāi)下列場(chǎng)所：

    （1）環(huán)境溫度超過(guò)0~50℃的范圍；

    （2）相對(duì)濕度超過(guò)85%或者存在露水凝聚（由溫度突變或其他因素所引起的）；

    （3）太陽(yáng)光直接照射；

    （4）有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等；

    （5）有打量鐵屑及灰塵；

    （6）頻繁或連續(xù)的振動(dòng)，振動(dòng)頻率為10~55Hz、幅度為0.5mm（峰-峰）；

    （7）超過(guò)10g（重力加速度）的沖擊。

    小型可編程控制器外殼的4個(gè)角上，均有安裝孔。有兩種安裝方法，一是用螺釘固定，不同的單元有不同的安裝尺寸；另一種是DIN（德國(guó)共和標(biāo)準(zhǔn)）軌道固定。DIN軌道配套使用的安裝夾板，左右各一對(duì)。在軌道上，先裝好左右?jiàn)A板，裝上PLC，然后擰緊螺釘。為了使控制系統(tǒng)工作可*，通常把可編程控制器安裝在有保護(hù)外殼的控制柜中，以防止灰塵、油污、水濺。為了保證可編程控制器在工作狀態(tài)下其溫度保持在規(guī)定環(huán)境溫度范圍內(nèi)，安裝機(jī)器應(yīng)有足夠的通風(fēng)空間，基本單元和擴(kuò)展單元之間要有30mm以上間隔。如果周?chē)h(huán)境超過(guò)55C，要安裝電風(fēng)扇，強(qiáng)迫通風(fēng)。

    為了避免其他外圍設(shè)備的電干擾，可編程控制器應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離高壓電源線(xiàn)和高壓設(shè)備，可編程控制器與高壓設(shè)備和電源線(xiàn)之間應(yīng)留出至少200mm的距離。

    當(dāng)可編程控制器垂直安裝時(shí)，要嚴(yán)防導(dǎo)線(xiàn)頭、鐵屑等從通風(fēng)窗掉入可編程控制器內(nèi)部，造成印刷電路板短路，使其不能正常工作甚至損壞。

    2.電源接線(xiàn)PLC供電電源為50Hz、220V±10%的交流電。FX系列可編程控制器有直流24V輸出接線(xiàn)端。該接線(xiàn)端可為輸入傳感（如光電開(kāi)關(guān)或接近開(kāi)關(guān)）提供直流24V電源。如果電源發(fā)生故障，中斷時(shí)間少于10ms，PLC工作不受影響。若電源中斷超過(guò)10ms或電源下降超過(guò)允許值，則PLC停止工作，所有的輸出點(diǎn)均同時(shí)斷開(kāi)。當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，若RUN輸入接通，則操作自動(dòng)進(jìn)行。對(duì)于電源線(xiàn)來(lái)的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。如果電源干擾特別嚴(yán)重，可以安裝一個(gè)變比為1:1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。

    3.接地良好的接地是保證PLC可*工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地線(xiàn)與機(jī)器的接地端相接，基本單元接地。如果要用擴(kuò)展單元，其接地點(diǎn)應(yīng)與基本單元的接地點(diǎn)接在一起。為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應(yīng)給可編程控制器接上地線(xiàn)，接地點(diǎn)應(yīng)與動(dòng)力設(shè)備（如電機(jī)）的接地點(diǎn)分開(kāi)。若達(dá)不到這種要求，也必須做到與其他設(shè)備公共接地，禁止與其他設(shè)備串聯(lián)接地。接地點(diǎn)應(yīng)盡可能*近PLC

    4.直流24V接線(xiàn)端使用無(wú)源觸點(diǎn)的輸入器件時(shí)，PLC內(nèi)部24V電源通過(guò)輸入器件向輸入端提供每點(diǎn)7mA的電流。PLC上的24V接線(xiàn)端子，還可以向外部傳感器（如接近開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)）提供電流。24V端子作傳感器電源時(shí)，COM端子是直流24V地端。如果采用擴(kuò)展船員，則應(yīng)將基本單元和擴(kuò)展單元的24V端連接起來(lái)。另外，任何外部電源不能接到這個(gè)端子。如果發(fā)生過(guò)載現(xiàn)象，電壓將自動(dòng)跌落，該點(diǎn)輸入對(duì)可編程控制器不起作用。

    每種型號(hào)的PLC的輸入點(diǎn)數(shù)量是有規(guī)定的。對(duì)每一個(gè)尚未使用的輸入點(diǎn)，它不耗電，因此在這種情況下，24V電源端子向外供電流的能力可以增加。FX系列PLC的空位端子，在任何情況下都不能使用。

    5.輸入接線(xiàn)PLC一般接受行程開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)等輸入的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。輸入接線(xiàn)端子是PLC與外部傳感器負(fù)載轉(zhuǎn)換信號(hào)的端口。輸入接線(xiàn)，一般指外部傳感器與輸入端口的接線(xiàn)。輸入器件可以是任何無(wú)源的觸點(diǎn)或集電極開(kāi)路的NPN管。輸入器件接通時(shí)，輸入端接通，輸入線(xiàn)路閉合，同時(shí)輸入指示的發(fā)光二極管亮。輸入端的一次電路與二次電路之間，采用光電耦合隔離。二次電路帶RC濾波器，以防止由于輸入觸點(diǎn)抖動(dòng)或從輸入線(xiàn)路串入的電噪聲引起PLC誤動(dòng)作。若在輸入觸點(diǎn)電路串聯(lián)二極管，在串聯(lián)二極管上的電壓應(yīng)小于4V。若使用帶發(fā)光二極管的舌簧開(kāi)關(guān)，串聯(lián)二極管的數(shù)目不能超過(guò)兩只。另外，輸入接線(xiàn)還應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：

    （1）輸入接線(xiàn)一般不要超過(guò)30m。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時(shí)，輸入接線(xiàn)可適當(dāng)長(zhǎng)些。

    （2）輸入、輸出線(xiàn)不能用同一根電纜，輸入、輸出線(xiàn)要分開(kāi)。

    （3）可編程控制器所能接受的脈沖信號(hào)的寬度，應(yīng)大于掃描周期的時(shí)間。

    6.輸出接線(xiàn)

    （1）可編程控制器有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出3種形式。

    （2）輸出端接線(xiàn)分為獨(dú)立輸出和公共輸出。當(dāng)PLC的輸出繼電器或晶閘管動(dòng)作時(shí)，同一號(hào)碼的兩個(gè)輸出端接通。在不同組中，可采用不同類(lèi)型和電壓等級(jí)的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類(lèi)型、同一電壓等級(jí)的電源。

    （3）由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負(fù)載短路，將燒毀印制電路板，因此，應(yīng)用熔絲保護(hù)輸出元件。

    （4）采用繼電器輸出時(shí)，承受的電感性負(fù)載大小影響到繼電器的工作壽命，因此繼電器工作壽命要求長(zhǎng)。

    （5）PLC的輸出負(fù)載可能產(chǎn)生噪聲干擾，因此要采取措施加以控制。此外，對(duì)于能使用戶(hù)造成傷害的危險(xiǎn)負(fù)載，除了在控制程序中加以考慮之外，還應(yīng)設(shè)計(jì)外部緊急停車(chē)電路，使得可編程控制器發(fā)生故障時(shí)，能將引起傷害的負(fù)載電源切斷。交流輸出線(xiàn)和直流輸出線(xiàn)不要用同一本電纜，輸出線(xiàn)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線(xiàn)和動(dòng)力線(xiàn)，避免并行。