西门子s7-1200 plc属于中小型的plc,在接地过程中,应注意以下原则:
◆ 将应用设备接地的最佳方式是确保s7-1200 plc和相关设备的所有公共端和接地连接在同一个点接地。
◆ 该点应该直接连接到系统的大地接地。
◆ 所有地线应尽可能地短且应使用大线径,例如2mm(14awg)。
◆ 确定接地点时,应考虑安全接地要求和保护性中断装置的正常运行。
s7-1200 plc系统如图1所示。
图1 s7-1200 plc系统
①cpu及系统供电
1、交流供电系统
系统取交流电源(l1、n、pe)给s7-1200 plc系统供电。须将cpu的pe端子连接到系统的pe进行接地处理,如图2所示。
图2 s7-1200 plc系统的交流供电及接地
cpu侧的实际接线中,应将pe进行接地处理,如图3所示。
图3 s7-1200 plc交流电源端子处的pe做接地处理
其中cpu还为其他模板或负载提供了dc24v供电电源。在大部分的安装中,可以把该dc24v电源的m端接地(例如连接到机壳接地),以获得最佳的噪声抑制效果。
2、直流供电系统
同样,对于直流供电的cpu,在大部分的应用中,把所有的dc电源的m接到地可以得到最佳的噪声抑制;在未接地的dc电源的公共端与保护地间可并联电阻与电容(rc元件)。电阻提供了静电释放通路,电容提供高频噪声通路,如图4所示。
图4 s7-1200 plc系统的直流供电及接地
在cpu侧的实际接线中,应将pe进行接地处理,如图5所示。
图5 s7-1200 plc系统的直流供电及接地
②数字量模板的使用
a、数字量模板的接地及接地要求
a、尽量采用可能短的导线
◆ 数字量输入:最长为500m屏蔽线,或300m非屏蔽线;
◆数字量输出:最长为500m屏蔽线,或150m非屏蔽线。
b、导线要尽量成对使用,用一根中性或公共导线与一根信号线或电源线相配对;
c、数字量输出模块抑制保护。
b、感性负载的使用准则
◆ 数字量输出负载为感性负载时,为防止输出断开时的高压瞬变干扰,须增加抑制回路,否则可能导致plc运行中断或至设备损坏;
◆ s7-1200 plc的dc输出回路内部集成了抑制电路,该电路足以满足大多数应用对感性负载的要求;
◆由于s7-1200 plc继电器输出触点可用于开关直流或交流负载,所以未提供内部保护;
◆对于交流负载,可将压敏电阻(mov)或其他电压抑制设备与并联rc电路配合使用,但不如单独使用有效。压敏电阻(mov)通常会导致出现高达钳位电压的显著高频噪声。
c、选择保护回路
可以采用下面的指导来设计合适的抑制电路。设计的有效性取决于实际的应用,所以必须调整其参数以适应实际应用。要保证所有的器件参数与实际应用相符合。
a、用于直流输出和控制直流负载的继电器输出的保护电路
s7-1200 plc的dc输出包括内部抑制电路,该电路足以满足大多数应用对感性负载的要求。由于s7-1200 plc继电器输出触点可用于开关直流或交流负载,所以未提供内部保护。
对于直流通道外加续流回路,其原理类似于继电器线圈外加浪涌抑制器,如图6所示。
图6 直流继电器的外加续流回路
在使用过程中,应将续流回路连接到模板上,并注意:
◆在大多数应用中,只需在直流感性负载两端增加一个二极管,图7中的a;
◆应用大电感或频繁开关的感性负载,要求更快的关闭时间,建议可再增加一个稳压二极管,如图7中的b。
◆请确保正确选择稳压二极管,以适合输出电路中的电流量。
图7 dc线圈产生的浪涌的抑制回路
说明:1指1n4001二极管或同等元件;2指8.2v稳压二极管(直流输出),36v稳压二极管(继电器输出);3指输出点;4指m、24v参考
b、用于开关ac感性负载的继电器输出的保护电路
使用继电器输出控制ac115v/ac230v负载时,应当在继电器输出触点输出负载上跨接rc回路,如图8所示,或使用压敏电阻(mov)来线制峰值电压,注意选择mov的工作电压比正常的线电压至少高出20%。
图8 ac线圈产生的浪涌的抑制
说明:1指关于c值,请参见表格;2指关于r值,请参见表格;3指输出点
对于继电器输出通道外加续流回路,其原理类似于交流接触器线圈外加吸收回路,如图9所示。
图9 继电器输出通道外加续流回路
③模拟量模板的接地要求
a、线缆的要求
◆尽量采用可能短的导线,模拟量输入/输出:100m屏蔽双绞线;
◆使用屏蔽线以便最好地防止电噪声。
通常在s7-1200 plc端将屏蔽层接地能获得最佳效果。连接方式参考s7-300 plc的模拟量信号线的屏蔽层处理方式。
b、模拟量输入连接
a、连接4线制传感器
连接4线制传感器,建议将传感器信号负端和电源m做等电位处理,同时将模块的pe和24v的m做好接地,防止干扰,如图10所示。
图10 s7-1200 plc连接4线制传感器示意图
b、连接3线制传感器
3线制传感器的电源负端和输出信号的负端都是公共的,可以取模块的24v电源给传感器供电,传感器输出的正接模块通道正,通道负接电源m,将木块的pe和24v的m做好接地,防止干扰,如图11所示。
图11 s7-1200 plc连接3线制传感器示意图
c、连接2线制传感器
连接2线制传感器时,由于s7-1200 plc通道无法向外供电,需要传感器外部串入dc24v电源。可以取模块的24v电源给传感器供电,24v的正接传感器的正端,传感器的负端和模块通道正连接,通道负接电源m,将模块的pe和m做好接地,防止干扰,如图12所示。
图12 s7-1200 plc连接3线制传感器示意图