西門子PLC編程入門之PLC編程接線規(guī)則要求
先決條件
在對(duì)任何電氣設(shè)備進(jìn)行接地或者接線之前，請(qǐng)確保設(shè)備的電源已經(jīng)斷開。 同時(shí)，還要確保已關(guān)閉所有相關(guān)設(shè)備的電源。
確保在對(duì) S7-1200 和相關(guān)設(shè)備接線時(shí)遵守所有適用的電氣規(guī)程。 請(qǐng)根據(jù)所有適用的國(guó)家和地方標(biāo)準(zhǔn)來(lái)安裝和操作所有設(shè)備。 請(qǐng)聯(lián)系當(dāng)?shù)氐墓芾頇C(jī)構(gòu)確定哪些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)適用于您的具體情況。
安裝已上電的 S7-1200 或相關(guān)設(shè)備或者為這些設(shè)備接線可能會(huì)導(dǎo)致電擊或意外設(shè)備操作。
在您規(guī)劃 S7-1200 系統(tǒng)的接地和接線時(shí)，務(wù)必考慮安全問(wèn)題。 電子控制設(shè)備（如 S7- 1200）可能會(huì)失靈和導(dǎo)致正在控制或監(jiān)視的設(shè)備出現(xiàn)意外操作。 因此，應(yīng)采取一些獨(dú)立于 S7-1200 的安全措施以防止可能的人員受傷或設(shè)備損壞。
絕緣準(zhǔn)則
S7-1200 交流電源和 I/O 與交流電路的邊界經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，經(jīng)驗(yàn)證可以在交流線路電壓與低壓電路之間實(shí)現(xiàn)安全隔離。 根據(jù)各種適用的標(biāo)準(zhǔn)，這些邊界包括雙重或加強(qiáng)絕緣，或者基本絕緣加輔助絕緣。 跨過(guò)這些邊界的組件（例如，光耦合器、電容器、變壓器和繼電器）已通過(guò)安全隔離認(rèn)證。 僅采用交流線路電壓的電路才與其它電路實(shí)現(xiàn)安全隔離。 24 VDC電路間的隔離邊界僅起一定作用，不應(yīng)依賴于這些邊界提供安全性。根據(jù) EN 61131-2，集成有交流電源的 S7-1200的傳感器電源輸出、通信電路和內(nèi)部邏輯電路屬于 SELV（安全超低電壓）電路。
要維持 S7-1200 低壓電路的安全特性，到通信端口、模擬電路以及所有 24 VDC 額定電源和 I/O 電路的外部連接必須由合格的電源供電，該電源必須滿足各種標(biāo)準(zhǔn)對(duì) SELV、PELV、2 類、限制電壓或受限電源的要求。
S7-1200 的接地準(zhǔn)則
將應(yīng)用設(shè)備接地的最佳方式是確保 S7-1200 和相關(guān)設(shè)備的所有公共端和接地連接在同一個(gè)點(diǎn)接地。 該點(diǎn)應(yīng)該直接連接到系統(tǒng)的大地接地。
所有地線應(yīng)盡可能地短且應(yīng)使用大線徑，例如，2 mm2 (14 AWG)。 確定接地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)考慮安全接地要求和保護(hù)性中斷裝置的正常運(yùn)行。
S7-1200 的接線準(zhǔn)則
規(guī)劃 S7-1200 的接線時(shí)，應(yīng)提供一個(gè)可同時(shí)切斷 S7-1200 CPU 電源、所有輸入電路和所有輸出電路電力供應(yīng)的隔離開關(guān)。請(qǐng)?zhí)峁┻^(guò)流保護(hù)（例如，熔斷 器或斷路器）以限制電源線中的故障電流?？紤]在各輸出電路中安裝熔斷器或其它電流限 制器提供額外保護(hù)。
為所有可能遭雷電沖擊的線路安裝合適的浪涌抑制設(shè)備。
避免將低壓信號(hào)線和通信電纜鋪設(shè)在具有交流線和高能量快速開關(guān)直流線的槽中。始終成 對(duì)布線，中性線或公共線與火線或信號(hào)線成對(duì)。
使用盡可能短的電線并確保線徑適合承載所需電流。CPU和SM連接器接受2 mm2到0.3mm2（14AWG到22AWG）的線徑。剝線長(zhǎng)度為6.4 mm。SB連接器接受1.3 mm2到 0.3 mm2（16 AWG 到 22 AWG）的線徑。剝線長(zhǎng)度為 6.3 - 7 mm。
導(dǎo)線和電纜因具有高于 S7-1200 周圍的環(huán)境溫度 30 °C 的溫度等級(jí)（例如，針對(duì) 55 °C 的環(huán)境溫度，應(yīng)采用溫度等級(jí)至少為 85 °C 的電纜）。應(yīng)從特定電路圖額定值和安裝環(huán)境來(lái)確定其它導(dǎo)線類型和材料要求。
使用屏蔽線以便最好地防止電噪聲。通常在 S7-1200 端將屏蔽層接地能獲得最佳效果。應(yīng)使用與電纜屏蔽層相連的連接器將通信電纜屏蔽層接 地至 S7-1200
通信連接器外殼，或?qū)⑼ㄐ烹娎|屏蔽層與單獨(dú)的接地端相連。應(yīng)圍繞屏蔽層使用夾子或銅 帶來(lái)提供較大的接地點(diǎn)連接表面，將其它電纜屏蔽層接地。
在給通過(guò)外部電源供電的輸入電路接線時(shí)，應(yīng)在電路中安裝過(guò)流保護(hù)裝置。由 S7-1200的 24 VDC傳感器電源供電的電路不需要外部保護(hù)，因?yàn)樵搨鞲衅麟娫吹碾娏饕呀?jīng)受到限制。
所有 S7-1200模塊都有供用戶接線的可拆卸連接器。要防止連接器松動(dòng)，請(qǐng)確保連接器固定牢靠并且導(dǎo) 線被牢固地安裝到連接器中。Siemens 建議從導(dǎo)線剝?nèi)ゴ蠹s 6 mm 的絕緣層，以確保連接正確。為避免損壞連接器，小心不要將螺絲擰得過(guò)緊。CPU 和SM 連接器螺釘?shù)淖畲笈ぞ貫?0.56 N-m（5 英寸- 磅）。SB、仿真器和電位器模塊連接器螺釘?shù)淖畲笈ぞ貫?0.33 N-m（3 英寸-磅）。
為了有利于防止安裝中出現(xiàn)意外的電流，S7-1200 在某些點(diǎn)提供絕緣邊界。在您規(guī)劃系統(tǒng)的接線時(shí)，應(yīng)考慮這些絕緣邊界。采用交流線路電壓的電路與其它電路實(shí)現(xiàn)安全隔離。24 VDC電路間的隔離邊界僅起一定作用，不應(yīng)依賴于這些邊界提供安全性。
下表總結(jié)了 S7-1200 CPU、SM 和SB 的接線規(guī)則。
表格 4- 17 S7-1200 CPU、SM 和SB 的接線規(guī)則
說(shuō)明
絞線上的端頭或末端套管會(huì)降低散絲導(dǎo)致短路的風(fēng)險(xiǎn)。長(zhǎng)度超過(guò)建議剝線長(zhǎng)度的端頭應(yīng)包 括一個(gè)絕緣環(huán)以避免因?qū)Ь€側(cè)向移動(dòng)而導(dǎo)致的短路。裸導(dǎo)線的橫截面積限制也適用于端頭。
燈負(fù)載的使用準(zhǔn)則
由于接通浪涌電流大，燈負(fù)載會(huì)損壞繼電器觸點(diǎn)。 該浪涌電流通常是鎢燈穩(wěn)態(tài)電流的10到15倍。 對(duì)于在應(yīng)用期間將進(jìn)行大量開關(guān)操作的燈負(fù)載，建議安裝可更換的插入式繼電器或浪涌限 制器。
感性負(fù)載的使用準(zhǔn)則
將抑制電路與感性負(fù)載配合使用，以在控制輸出斷開時(shí)限制電壓升高。 抑制電路可保護(hù)輸出，防止通過(guò)感性負(fù)載中斷電流時(shí)產(chǎn)生的高壓瞬變導(dǎo)致其過(guò)早損壞。
此外，抑制電路還能限制開關(guān)感性負(fù)載時(shí)產(chǎn)生的電噪聲。 抑制能力差的感性負(fù)載產(chǎn)生的高頻噪聲會(huì)中斷 PLC 的運(yùn)行。 配備一個(gè)外部抑制電路，使其從電路上跨接在負(fù)載兩端并且在位置上接近負(fù)載，這樣對(duì)降 低電氣噪聲最有效。
S7-1200 的 DC 輸出包括內(nèi)部抑制電路，該電路足以滿足大多數(shù)應(yīng)用對(duì)感性負(fù)載的要求。 由于 S7-1200 繼電器輸出觸點(diǎn)可用于開關(guān)直流或交流負(fù)載，所以未提供內(nèi)部保護(hù)。
一種良好的抑制解決方案是使用接觸器或其它感性負(fù)載，制造商為這些感性負(fù)載提供了集 成在負(fù)載設(shè)備中的抑制電路，或?qū)⒁种齐娐纷鳛榭蛇x附件提供。 但是，一些制造商提供的抑制電路可能不適合您的應(yīng)用。 為獲得最佳的噪聲消減和觸點(diǎn)壽命，可能還需要額外的抑制電路。
對(duì)于交流負(fù)載，可將金屬氧化物變阻器 (MOV) 或其它電壓鉗制設(shè)備與并聯(lián) RC 電路配合使用，但不如單獨(dú)使用有效。 不帶并聯(lián) RC 電路的 MOV 抑制器通常會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)高達(dá)鉗位電壓的顯著高頻噪聲。
良好的受控關(guān)斷瞬變的振鈴頻率不超過(guò) 10 kHz，最好小于 1 kHz。 交流線路的峰值電壓對(duì)地應(yīng)在 +/- 1200 V 的范圍內(nèi)。 使用 PLC 內(nèi)部抑制的直流負(fù)載的負(fù)峰值電壓比 24 VDC 電源電壓低大約 40 V。 外部抑制應(yīng)將瞬變限制在 36 V 電源范圍內(nèi)，以卸載內(nèi)部抑制。
用于開關(guān)DC感性負(fù)載的DC或繼電器輸出的典型抑制電路
在大多數(shù)應(yīng)用中，在直流感性負(fù)載兩端增加一個(gè)二 極管 (A) 就可以了，但如果您的應(yīng)用要求更快的關(guān)閉時(shí)間， 則建議再增加一個(gè)穩(wěn)壓二極管 (B)。 請(qǐng)確保正確選擇穩(wěn)壓二極管，以適合輸出電路中的 電流量。
① 1N4001 二極管或同等元件
② 8.2 V穩(wěn)壓二極管（直流輸出），36 V穩(wěn)壓二極管（繼電器輸出）
③ 輸出點(diǎn)
④ M，24 V 參考
用于開關(guān) AC 感性負(fù)載的繼電器輸出的典型抑制電路
請(qǐng)確保金屬氧化物變阻器 (MOV)的工作電壓至少比額定線電壓高出 20%。 選擇為脈沖應(yīng)用推薦的脈沖級(jí)非感性電阻和電容（ 通常為金屬薄膜型）。 確認(rèn)元件滿足平均功率、峰值功率和峰值電壓要求。
① 關(guān)于C值，請(qǐng)參見(jiàn)表格
② 關(guān)于R值，請(qǐng)參見(jiàn)表格
③ 輸出點(diǎn)
如果自行設(shè)計(jì)抑制電路，下表給出了一系列交流負(fù)載的建議電阻值和電容值。 這些值是理想元件參數(shù)下的計(jì)算結(jié)果。 表中的 I rms 指滿載時(shí)負(fù)載的穩(wěn)態(tài)電流。
表格 4- 18 交流抑制電路電阻和電容值
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