产品描述
6AV6648-0DE11-3AX0性能参数
装载内存:
在CPU的装载内存中可以装载所有块,并包括块参数接口所占用的地址空间,也可以归档数据块,比如,通过调用系统功能将数据块只存储于装载内存中。
在S7-400 CPU中,可以插入的外部存储卡如FLASH闪存卡或RAM卡扩展CPU的装载内存。
工作内存:
工作内存只存储与程序顺序调用相关的数据。存储器的一半用于存储程序,另一半存储数据(这是一个固定分配)。
工作内存集成在CPU上且不能扩展。如果工作内存对于一个应用程序来说不够大,则换大内存的CPU。
工作内存通过电池备份。
系统内存:
系统内存包括以下存储区域:
过程映象输出和过程映象输入(PIQ,PII)
标志器(M)
定时器(T)
计数器(Z)
本地数据栈(L栈)
使用存储卡扩展装载内存:
当使用RAM存储卡时,使用电池对存储卡上的数据以及内部RAM上的数据进行备份,避免系统调电而造成数据丢失。
当使用闪存FLASH存储卡时,因为FLASH是非易失性的存储器,用户程序不需要电池备份,但是CPU集成RAM上的过程数据需要电池备份。
当新插入内存卡时,操作系统请求复位(STOP LED慢闪烁)。如果模式选择器保持在“MRES”位置,系统将执行一次复位,之后用户程序从存储卡传送到CPU的工作内存中。
重要事项:
程序运行时不能插拔存储卡。
上电之后CPU的动作
CPU上电后可以自动识别是否有电池备份。
如果CPU上电有电池备份,则工作内存的程序用于进行下一步操作。
如果CPU上电没有电池备份,则用户程序从装载内存传送到工作内存。
重要事项:
CPU 318-2DP的存储原则与400 CPU系列相似
在SIMATIC Manager上先选择站点中的CPU,然后点击菜单“PLC > Module inbbbbation...”并选择“Memory”标签,可以查看CPU存储器参数。
中联重科ZR200型旋挖钻机是一种大口径桩基工程的成孔设备,采用卡特彼勒可拓展履带底盘、自行起落折叠桅杆、可伸缩钻杆和液压控制。具有自动检测孔深、垂直度自动调整、回转自动定位、彩色液晶触摸屏直接监控显示工作状态参数和防误操作的逻辑功能控制,是大口径桩基础工程的理想的成孔设备。据统计,在相同的地层中,旋挖钻机的成孔速度是传统转盘钻机的5~10 倍。在国外发达国家旋挖钻机早已作为灌注桩的主要施工机种。近几年旋挖钻机在国内已广泛应用于铁路、公路桥梁、**建设、高层建筑等地基础钻孔灌注桩工程。右图为中联重科ZR200型旋挖钻机照片。
ZR200型旋挖钻机的控制系统采用西门子S7-200系列PLC的CPU224主模块、EM223扩展模块及EM222扩展模块各一个,实现对旋挖钻机液压系统电磁阀的自动控制、外部传感信号检测及与液晶触摸屏通讯实现人机界面等功能。
二、控制系统方案设计
旋挖钻机结构复杂、外部传感装置分布较多、各机构动作逻辑性强,且作业时工况恶劣、机身振动强烈,需要设计采用、功能丰富的控制部件以完成其控制功能。同时操作人员也需要通过清晰、直观的人机界面对设备进行的掌握与控制。
通过选型对比,设计方案上采用西门子S7-200系列PLC作为控制系统的实现对旋挖钻机的控制、日本PROFACE GP系列液晶触摸屏作为人机界面对话设备,与外部传感装置、液压执行机构组成机电液一体化系统。
触摸屏作为人机界面对话设备,主要进行钻进深度、回转角度的显示、深度设置、时间校对、及实现有关功能切换、按钮、指示、系统调试等功能。共设有:主作业画面、参数设置画面、报警记录画面、系统调试画面。其中主作业画面是操作人员工作时的主要对话界面。
三、控制系统主要功能
西门子S7-200系列PLC是西门子公司为用户解决中小型自动化控制的主力产品。它具有运算速度快、功能齐全、性能、可灵活组合等特点,在的中小型自动化控制领域应用非常广泛。以下介绍S7-200系列PLC在旋挖钻机上的应用。
1、双向高速计数信号
S7-214CPU模块具有多路高速计数输入端口,可灵活设计实现多路单向、双向计数信号的检测。在旋挖钻机上应用其双向高速计数功能实现了上车回转角度、钻头钻孔深度检测。
旋挖钻机上车部分为液压驱动的立旋转机构。在设计中采用旋转编码器其转动角度,通过对编码器A、B两路脉冲信号的检测,PLC的双向高速计数输入端可准确计算出旋挖钻机上车的相对角度(0-360O)变化值。
同时PLC的复位信号输入端检测编码器的C相信号,在上车每次回转至编码器的一固定位置时将高速计数器内变量清零,可各种原因造成的计数误差,保证计数的准确性。
钻头钻孔深度检测的原理与上车回转角度基本相同,但复位信号采用按钮输入,由操作人员根据情况校准钻头深度零位值。在检测运算中计数值为钻头深度变化值。
2、左右控制手柄多路按钮信号的检测
旋挖钻机的控制主要通过驾驶座椅左右两个控制手柄的多个按钮控制实现,通过对PLC的指令编程,可转换实现按钮信号的上升沿、下降沿、延时控制等多种逻辑功能。
3、外部传感信号的检测
西门子S7-200系列PLC输入信号检测采用光耦隔离电流信号检测,可隔离输入信号线上因各种原因引起的非正常电气信号,电流信号检测方式可有效防止外部强干扰对正常信号的检测。同时各输入端输入信号的滤波时间可根据需要分别设置。
旋挖钻机各机构动作频繁、控制复杂,在使用中容易因误操作造成设备损坏。在设计中对各机构关键部位均安装了外部传感装置其状态,当出现紧急情况时PLC将通过外部传感装置信号控制相应机构立即保护动作,保护人身和设备。
4、实现对液压执行机构的控制
西门子S7-200系列PLC的继电输出模块可直接控制液压系统的直流电磁线圈,只需在电磁线圈两端并接外部抑制二管,可较好的保护并延长内部继电器触点的使用寿命。
5、与PROFACE 的GP系列液晶触摸屏通讯实现方便、直观的人机界面对话显示。
利用214CPU模块上的485通讯接口与PROFACE 的GP系列液晶触摸屏通讯,将PLC检测计算的旋挖钻机各参数直观的显示在触摸屏上,同时可直接通过触摸屏实现对液压系统的控制和调试。
中联重科ZR200型旋挖钻机于2005年初试制成功并通过工业考核,目前该产品已批量生产并销至全国各地,得到了用户的认可和信赖,成为我国自主的新一代重要桩基设备。
四、几点体会
西门子S7-200系列PLC在中联重科ZR200型旋挖钻机的应用中,能很好的实现所需的各种功能,以下为总结的设计体会。
直流供电型PLC可正常工作在DC20.4V-28.8V的标称值内,实际应用中可满足旋挖钻机DC24V的供电环境下,并能承受点火及作业过程中的各种干扰,非常适合工程机械的柴油发动机24V电源环境;丰富的高速计数端口适合与各种传感装置匹配进行信号检测;CPU模块内部集成的PPI通讯接口可实现多种方式的数据通讯,与多种触摸屏端口方便的实现通讯传输
1.前言
铝型材经过挤压成型之后,一般都需要经过表面工艺处理之后,才能作为成品使用。经过阳氧化电解着色表面处理工艺的铝型材,其表面将得到一层具有良好的性、耐晒性、耐热性、耐蚀性和色泽稳定持久的氧化膜,被广泛应用在建筑和室内外装饰行业上。
在铝型材阳氧化电解着色表面处理工艺中,有一道电解着色处理工序,是在铝型材表面阳氧化工序之后,电泳或封孔工序之前,对需要着色的铝型材进行的一道工序,其原理是在槽体溶液中通过电化学作用使铝型材表面附着某些金属离子,从而显示出某一类的颜色来。不同的槽体溶液配置及工艺方法,铝型材电解着出的色彩效果也不一样,对所要求的着色电源提供的电流或电压的大小、波形及工作时间长短也不同。
其中有一种由日本发明的着色方法称为均匀化着色方法,可在较短的时间里得到效果好、颜色均匀的着色氧化膜。这种着色方法由于生产,成品率高,已在日本广泛应用,目前在国内也正在逐步推广开来。
2.着色电源系统要求
配合均匀化着色方法的着色电源(简称均匀化着色电源)需按规定要求输出电流波形。均匀化着色电源的工作过程是:输出正向直流电流(称为P处理)一段时间,然后输出频率为1~30Hz范围内特定值,正负方波占宽比为0.005~0.30内特定值的脉冲电流(称为C处理)一段时间,接着再进行一次C处理(称为C2处理)一段时间,如图1所示。在工厂生产中,C处理常用的频率为5Hz,正负方波占宽比为1:9,C2处理根据工艺的要求来选择可有可无。
均匀化着色电源的主要功能要求如下:
(1)输入电压及范围:三相、频率50Hz、380V±20%;
(2)额定输出电压:±30V~±80V;
(3)额定输出电流:1000A~4000A;
(4)小输出电流:额定输出电流的10%;
(5)输出电流精度:±3%以下;
(6)输出电流纹波:7%以下(在额定电流的30%~**内);
(7)入槽静泡时间:可在10~3000s内设定;
(8)P处理时间:可在0~3000s内设定;
(9)P处理与C处理间隔时间:可在10~3000s内设定;
(10)C处理时间:可在0~3000s内设定;
(11)C处理时脉冲周期:200ms(可根据要求在20ms~300ms范围内修改);
(12)C处理时正脉冲宽度:20ms(可根据要求在10ms~100ms范围内修改);
(13)能满足二次C处理的要求;
(14)能满足补色(即再进行C处理)的要求;
(15)有必要的保护措施。
3.着色电源系统组成及工作原理简介
为实现上述的输出波形及满足工艺要求,均匀化着色电源主要由主回路和控制部分组成。
3.1主回路
主回路包括进线断路器,整流变压器TM,三相全控整流桥A组、B组,电抗器,逆变部分等。整流变压器TM付边采用双绕组的形式,一组Y接法,连到一整流桥A组,另一组Δ接法,连到另一整流桥B组。整流桥各自整流后经电抗器滤波,再逆变,然后并联输出。
当主臂晶闸管V1、V4导通时,电流经电抗器L、主臂晶闸管V1,流向负载,然后从主臂晶闸管V4流回,此时负载承受的是正向电压、电流,当要使负载承受反向电压、电流时,应关掉主臂晶闸管V1、V4的控制脉冲,然后控制辅助晶闸管V11、V14导通,使电容C1、C2放电再反向充电,强迫关断主臂晶闸管V1、V4,接着关掉辅助晶闸管V11、V14的控制脉冲,再控制主臂晶闸管V2、V3导通,这时电流经电抗器L、主臂晶闸管V2,流向负载,然后从主臂晶闸管V3流回,此时负载承受的就是反向电压、电流。要使负载从承受反向电压、电流转换到承受正向电压、电流,其原理一样,先关掉主臂晶闸管V2、V3的控制脉冲,然后控制辅助晶闸管V12、V13导通,使电容C1、C2放电再反向充电,强迫关断主臂晶闸管V2、V3,接着关掉辅助晶闸管V12、V13控制脉冲,再控制主臂晶闸管V1、V4导通,就完成了负载从承受反向电压、电流到承受正向电压、电流的转换。主臂晶闸管和辅助晶闸管的导通是通过PLC发出的逆变脉冲来控制的,由于负载承受正向电压、电流向反向电压、电流转换,或由反向转换到正向,都是在短的时间内完成(一般只有几百个微秒),因此PLC的选型和编程设计将直接关系到整个逆变部分的正常工作和输出波形的准确性。
3.2控制部分
控制部分包括A组、B组整流调节单元,逆变脉冲触发单元,信号接口电路,可编程逻辑控制器PLC和触摸屏等。
A组、B组整流调节单元主要功能是按照PLC发出的给定信号来调节三相全控整流桥输出的电流,其内部包括PI调节电路、移相触发电路、功放电路等。
逆变脉冲触发单元主要是接收PLC的逆变脉冲,对逆变脉冲再进行调制、功放后控制逆变部分的主臂晶闸管和辅助晶闸管准确的导通,从而实现P处理和C处理的波形输出。
信号接口电路主要功能是对各种信号进行整理变换,以满足各个单元对信号的需求。
可编程逻辑控制器PLC选用西门子的S7-200 CPU226 DC/DC/DC 和一模拟量扩展模块EM235组成。PLC作为本电源系统的控制器件,主要完成下列功能:
(1)开、停机控制;
(2)运行流程控制;
(3)逆变部分晶闸管的导通控制;
(4)整流给定控制;
(5)电源装置状态量的采集;
(6)模拟量采集;
(7)设置、显示参数的计算;
(8)与触摸屏通讯。
触摸屏采用Hakko的MONITOUCH V708C型彩色触摸屏,与PLC之间进行点对点(PPI)通讯。触摸屏主要实现如下功能:
(1)表计功能指示;
(2)装置的启动、停止操作;
(3)增、减操作;
(4)进线断路器的分、合操作;
(5)电流调节设置;
(6)着色档选择;
(7)生产工艺过程选择;
(8)P处理时间、间隔时间、C处理时间设置;
(9)装置状态显示;
(10)装置故障闪烁报警。
4.软件编程
软件主要由触摸屏程序和PLC程序组成。
触摸屏共编辑了25个画面,包括1个主显示操作画面、16个着色档参数设置画面、1个补色参数设置画面、2个着色数据查询画面、1个PLC内部数据查询画面、1个时钟调整画面和2个欢迎画面、1个帮助画面。当电源装置出现故障时,触摸屏还会自动弹出故障小画面,并以红色闪烁报警,引起运行人员的注意。触摸屏的画面不仅完成了上述的功能,而且良好的中文界面非常方便用户操作使用。
着色电源的操作执行、控制、设置参数的计算等都是通过PLC的程序来实现完成的,PLC的程序设计是着色电源控制性能的关键。
为了便于查找、修改和调试程序,以及缩短CPU的扫描周期,均匀化着色电源设计的PLC程序除主程序外,还有10个子程序和4个中断程序,PLC的程序方框图见图4、图5、图6所示。如图中所示,主程序主要完成采样、操作、故障处理、判断开停机等内容;子程序0主要完成运行时的工作流程控制;子程序1主要完成在静泡时间内的控制操作;子程序2主要完成P处理时间内的控制操作;子程序3主要完成在间隔时间内的控制操作;子程序4主要完成C处理时间内的控制操作;子程序5主要完成着色完成后的处理工作;子程序6是在P处理和C处理起动前对逆变脉冲的控制;子程序7是停机时对逆变脉冲的控制;子程序8主要完成停机时着色参数的输入和计算等内容;子程序9主要完成补色参数的输入和计算等内容。中断程序主要是完成C处理时对逆变脉冲的控制,其中逆变脉冲的立即开通和立即关断时间间隔是采用语句延时来实现的。
5.实测波形
输出能力为±55V,3000A的均匀化着色电源在试验室的电阻性负载下输出的电流、电压的波形全过程。图中P处理时间是3s,输出电流是750 A,电压30V;间隔时间是10s;C处理时间是5s,输出电流是1000 A,电压±40V,正向脉冲宽度为20ms,周期为200 ms,与设置值符合。
同台均匀化着色电源在现场输出3000A,±30V,正向脉冲宽度为20ms,周期为200 ms的C处理电压电流波形。图12是在现场输出2000A,±20V,正向脉冲宽度为20ms,周期为200 ms的C处理电压电流波形。
6.结论
均匀化着色电源是为了取代进口,降,按照生产工艺要求国内的一种大功率电源产品。从设计之初,选用西门子的小型PLC S7-200来进行小于毫秒级的逆变换流控制,曾是一种大胆的设想,如今通过实践证明是可行的。在现场,均匀化着色电源满足生产工艺的要求,铝材着出的颜色效果与国外进口设备一致,并且均匀化着色电源选用西门子的S7-200 PLC作为控制器件,运行稳定,控制精度高,加之采用触摸屏显示中文界面,操作加方便简单,受到了用户的欢迎。
1.概述
随着科学技术的发展,PLC在工业控制中的应用越来越广泛。PLC控制系统的性直接影响到工业企业的生产和经济运行,系统的抗干扰能力是关系到整个系统运行的关键。自动化系统中所使用的各种类型PLC,有的是集中安装在控制室,有的是安装在生产现场和各电机设备上,它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC控制系统性,设计人员只有预先了解各种干扰才能有效保证系统运行。
2.电磁干扰源及对系统的干扰是什么?
影响PLC控制系统的干扰源于一般影响工业控制设备的干扰源一样,大都产生在电流或电压剧烈变化的部位,这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源,即干扰源。
干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中:按噪声产生的原因不同,分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等;按噪声的波形、性质不同,分为持续噪声、偶发噪声等;按声音干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地面的电位差,主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压送加所形成。共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的电器供电室,变送器输出信号的共模电压普遍较高,有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏(这就是一些系统I/O模件损坏率较高的原因),这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指用于信号两间的干扰电压,主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种直接叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。
3.PLC控制系统中电磁干扰的主要来源有哪些呢?
(1)来自空间的辐射干扰
空间的辐射电磁场(EMI)主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的,通常称为辐射干扰,其分布为复杂。若PLC系统置于射频场内,就回受到辐射干扰,其影响主要通过两条路径;一是直接对PLC内部的辐射,由电路感应产生干扰;二是对PLC通信内网络的辐射,由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小,特别是频率有关,一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。
(2)来自系统外引线的干扰
主要通过电源和信号线引入,通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。
(3)来自电源的干扰
实践证明,因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多,笔者在某工程调试中遇到过,后换隔离性能高的PLC电源,问题才得到解决。
PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广,将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化,开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流转动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过输电线路到电源边。PLC电源通常采用隔离电源,但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。实际上,由于分布参数特别是分布电容的存在,隔离是不可能的。
(4)来自信号线引入的干扰
与PLC控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信号之外,总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径:一是通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往往被忽略;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰,这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低,严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化、误动和死机。PLC控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏数相当严重,由此引起系统故障的情况也很多。
(5)来自接地系统混乱时的干扰
接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正确的接地,既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地,反而会引入严重的干扰信号,使PLC系统将无法正常工作。PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层一点接地,如果电缆屏蔽层两端A、B都接地,就存在地电位差,有电流流过屏蔽层,当发生异常状态加雷击时,地线电流将大。
此外,屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内有会出现感应电流,通过屏蔽层与芯线之间的耦合,干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱,所产生的地环流可能在地线上产生不等电位分布,影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存储,造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降,引起对信号测控的严重失真和误动作。
(6)来自PLC系统内部的干扰
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于PLC制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容,比较复杂,作为应用部门是无法改变,可不多考虑,但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。
4.怎样才能好、简单解决PLC系统干扰?
1)选用隔离性能较好的设备、选用优良的电源,动力线和信号线走线要加合理等等,也能解决干扰,但是比较烦琐、不易操作而且成本较高。
2)利用信号隔离器这种产品解决干扰问题。只要在有干扰的地方,输入端和输出端中间加上这种产品,就可有效解决干扰问题。
5.为什么解决PLC系统干扰都选信号隔离器呢?
1)使用简单方便、,廉。
2)可大量减轻设计人员、系统调试人员工作量,即使复杂的系统在普通的设计人员手里,也会变的非常。
6.信号隔离器工作原理是什么?
将PLC接收的信号,通过半导体器件调制变换,然后通过光感或磁感器件进行隔离转换,然后再进行解调变换回隔离前原信号或不同信号,同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间立。
7.信号隔离器功能是什么?
一:保护下级的控制回路。
二:消弱环境噪声对测试电路的影响。
三:抑制公共接地、变频器、电磁阀及不明脉冲对设备的干扰;同时对下级设备具有限压、额流的功能是变送器、仪表、变频器、电磁阀PLC/DCS输入输出及通讯接口的忠实防护。标准系列导轨结构,易于安装,可有效的隔离:输入、输出和电源及大地之间的电位。能够克服变频器噪声及各种高低频脉动干扰。
8.现在市场有那么多的隔离器,价格参差不齐,该怎么选择呢?
隔离器位于二个系统通道之间,所以选择隔离器要确定输入输出功能,同时要使隔离器输入输出模式(电压型、电流型、环路供电型等)适应前后端通道接口模式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑绝缘强度﹑总线通讯功能等许多重要参数涉及产品性能,例如:噪音与精度有关、功耗热量与性有关,这些需要使用者慎选。总之,适用、、产品性价比是选择隔离器的主要原则
1.PLC电源设计
一般而言,PLC的基本电源一般有使用ACIOOV/240V与DC24V两种类型。
当PLC采川ACIOOV/240V供电时,通常允许输入电源电压的波动范围为-15%~+10%。如:选择额定输入电压为AC100V时,通常允许输入电压的变化范围为AC85~110V;选择额定输入电压为AC240V时,允许的变化范围为AC200—AC264V。PLC对外部交流电源的频率要求较低,允许的频率变化范围通常为±3Hz,即选择额定输入频率为50Hz时,允许输入频率的变化范围为47~53Hz;选择额定输入频率为60Hz时,允许变化范围为57~63Hz。
当PLC使用DC24V电源时,一般允许输入电压的变化范围为一l5%~+20%(即DC20.4~28.8V,如SIEMENS PLC),部分PLC可以达到-35%—+30%(即DC15.6~31.2V,如三菱Q系列PLC)。与其他计算机控制系统相比,它对输入电源的要求相对较低,通常容易满足要求。
但为了保证PLC的正常工作,抑制线路干扰,对于交流AC100V/240V供电的PLC,原则上应在电源输入回路加入隔离变压器、浪涌吸收器或者采取稳压措施。PLC输入电源要与设备动力电源、交流控制回路电源、交流输出电源分离配线,并具有立的保护回路与立的隔离变压器。
对于直流DC24V供电的PLC,原则上应采用稳压电源供电:至少应通过三相桥式整流、滤波后进行供电;一般不能使用仅通过单相桥式整流的直流电源直接对PLC进行供电。PLC输入电源要与设备直流动力电源、直流控制回路电源、直流输出电源分离配线,并具有立的保护回路,在系绕组成较复杂时,应使用立的稳压电源单对PLC供电。
当系统采用模块化结构时,电源模块的容量应保证满足PLC系统对电源容量的要求,电源模块的额定输出容量应大于系统中全部组成模块所消耗的功率总和,并且留有20%~30%的余量。
2. 1/0装置外部电源
I/O外部电源是指用于PLC源输入模块、PLC输出模块、输入传感器(如接近开关等)、输出执行元件的电源。
用于PLC输入信号的外部电源一般为DC24V。由于输入信号的电压波动可能直接影响到PLC输入状态的变化,故对其要求较高,原则上应采用稳压电源供电;至少应通过三相桥式整流、滤波后进行供电;不能使用仅通过单相桥式整流的直流电源,以防止输入信号采样的错误。
用于PLC输出信号的外部电源与PLC的输出形式与负载要求有关,可以是交流,也可以是直流。特别在当采用继电器接点输出时,电源要求取决于负载。
通常情况下,PLC对输出电源的要求要输入电源。如:对于直流24V中间继电器、电磁阀
类负载,一般可以使用单相桥式整流的直流电源,但是,当PLC的输出需要作为系统其他控制装置:如CNC等)的输入时,根据后者的要求选择输出电源。
总供电系统的设计,根据控制对象的性质、技术要求、系统的组成情况、使用环境条件等进行具体分析,本章后述部分给出了PLC控制系统硬件设计实例,可以供读者参考。
作为PLC总供电系统基本设计原则,应注意如下几个方面:
①在系统中,与PLC有关的全部电源,均可以通过设备的总电源开关进行分断,实现与电网的隔离。
②PLC作为系统主要的控制装置,原则上应在设备总电源接通后,无须其他启动操作,即可以立即投入工作,以便控制系统对控制对象实施有效的监控。
③对于同时使用基本单元与扩展单元的控制系统,扩展单元的电源应先于基本单元或同时接通,以便基本单元对扩展单元实施有效的监控。
④用于PLC输入信号的外部电源,可以与PLC基本电源共用,但回路中安装立的保护器件(如断路器等)。
⑤当用于PLC输入信号的外部电源立设置时,此电源应在设备总电源接通后,立即投入工怍,以便PLC通过输入信号对设备的现行状态实施有效的监控。
⑥用于PLC输出信号的外部电源,可以与输入电源共用或进行立设置。对于组成复杂、执行元件较多的控制系统,可根据需要设置多个电源。
⑦当PLC输出使用公用外部电源时,应根据输出对象的不同,分类设置多路保护(如断路器等),且每一类输出的电源接通次序应有所区别。设计应保PLC的各类输出电源的通断,受强电控制回路“互锁”条件的约束与控制。
⑧用于系统中的其他控制回路用电源,在电压相同时(如DC24V控制回路),可以与PLC的输入或输出电源共用,但安装有立的保护元件(如断路器等)。
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