中、高压变频调速系统与节能
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2.5 PLC的安装及接线要求

2.5.1 PLC的安装要求

PLC的安装应符合以下要求:

1)PLC应在符合2.6.1节要求的工作环境中进行安装,并要考虑各厂家产品对于环境条件的特殊安装规定。

2)PLC周围应留出大于80mm的空间,以便通风和拆装。

3)为正常阅读PLC单元面板上的字,并利于PLC散热,PLC应立式安装,而不能水平安装。

4)PLC基板变形会使电路板元器件承受应力而造成虚焊并引起电路工作异常,因此PLC应安装在平整的表面或机架上。

5)在一般情况下,两个机架之间的距离应大于80mm,以利于通风散热。

6)PLC的安装应远离大型电动机、电焊机、电力变压器、整流变压器和大功率接触器、电磁铁等强电磁场设备。

7)采取屏蔽等抗干扰措施,以防PLC遭受强电磁场、静电或其他干扰。

8)按2.5.2~2.5.4节的要求选用和连接电线或电缆,不允许随意改动。

2.5.2 PLC的电源接线要求

PLC电源接线应符合以下要求[1]

1)为保证PLC的电源质量,它的供电电源应取自电压较稳定的干线或由变电所母线引出的专用线,必要时应考虑加装稳压器或不间断电源(UPS)。

2)电源线最好用截面面积不小于2mm2或4mm2的双绞线,此外,CPU、I/O和负载等应尽可能采用单独电源供电。

3)当电源噪声过大时,应接入隔离变压器阻止噪声干扰。

4)如图2-20所示,隔离变压器和低通滤波器的接线要求:电网电源先经隔离变压器、低通滤波器后再引入PLC;变压器采用双屏蔽隔离技术,一次侧屏蔽层接中性线以隔离外部电源的干扰,二次侧屏蔽层与PLC系统控制柜共地;隔离变压器的二次绕组不能接地。

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图2-20 PLC电源部分的接线[1]

5)在PLC的交流输入端接入压敏电阻、浪涌吸收器等,并使这些电子元器件和PLC的接地端分别接地,以防电网的浪涌过电压窜入PLC。

6)PLC与柜内动力线的距离应大于20cm。

2.5.3 PLC的输入/输出接线要求

PLC的输入/输出接线应符合以下要求[1]

1)I/O信号线与高电压、大电流的主电路导线或电源线之间的距离应大于10cm。

2)I/O信号线应与主电路导线、电源线分开,否则I/O信号线应采用屏蔽电缆,在PLC侧将电缆屏蔽层接地(若两端接地,效果更佳)。

3)传递模拟信号的屏蔽线的屏蔽层应一端接地。为了泄放高频干扰,数字信号线的屏蔽层应并联电位均衡线,其电阻应小于屏蔽层电阻的1/10,并将屏蔽层两端接地。如果无法并联电位均衡线,或只考虑抑制低频干扰,也可以一端接地。

4)继电器输出单元对直流电源极性无要求,而场效应晶体管输出单元对电源极性有严格的要求,一旦极性接反,可能导致严重事故。

5)输入单元的公共端(COM)和输出单元的公共端不能连接在一起。

6)为防止接线因分布电容而引起干扰,所有接线应尽可能短,必要时采用绞线或屏蔽线。

7)当PLC输入端或输出端接有感性元件时,应在元件两端并联续流二极管(直流电路)或RC电路(交流电路),以抑制电路断开时产生的过电压,如图2-21所示。

图2-21中,电阻R可取51~120Ω;电容C可取0.1~0.47μF,其额定电压应大于电源峰值电压;续流二极管VD可选用额定电流为1A、耐电压高于电源电压3倍的二极管。

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图2-21 输入、输出端的接线[1]

8)PLC与传感器的连接应注意以下问题:如果传感器的漏电流小于1mA,可以不考虑漏电流会导致PLC误动作;如果传感器的漏电流超过1mA,应在PLC的输入端并联一个合适的电阻R,如图2-22所示。一般接近开关、光电开关等两线式传感器的漏电流较大,需注意。

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图2-22 传感器漏电流超过1mA时的接线[1]

电阻R可按下式估算[1]

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式中 R——电阻(Ω);

UL——PLC输入电压低电平的上限值(即PLC的关断电压),取0.5V;

UeIe——PLC的额定输入电压(V)和额定输入电流(A),Ue/Ie即PLC的输入阻抗(Ω);

I——传感器漏电流(A)。

2.5.4 PLC输入接口与电气元件的接线要求

PLC输入接口与电气元件的接线应符合以下要求[1]

PLC输入接口有不同的电压等级,如AC 110V、AC 220V、DC 24V等,其中最简单的是DC 24V(PLC自带电源),只要将电气元件(如按钮等)接在X与COM之间即可。

以电动机起停控制电路为例,其控制电路如图2-23a所示,硬件接线如图2-23b所示,梯形图如图2-23c所示。

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图2-23 电动机起停控制的接线

按下起动按钮SB1,PLC内部的X0触点被接通,继电器Y0得电吸合,接在输出模块上的接触器KM得电吸合。松开SB1,由于Y0有自锁触点,故Y0仍吸合,电动机起动运行。按下停止按钮SB2,PLC内部X1触点断开,继电器Y0失电释放,KM失电释放,电动机停止运行。

接线时,除注意PLC输入接口电压的类型(交流或直流)、高低外,还要注意输入接口的电流方向:如果电气元件是按钮等机械触点,则不存在电流方向问题,当触点接通后,电流由X流向元件再流入COM,如图2-24a所示;如果PLC输入接口的电流是向外的,电气元件是接近开关等电子元件,则应当配用NPN集电极开路型晶体管,其接线如图2-24b所示;如果PLC输入接口的电流方向是向内的,则应配用PNP集电极开路型晶体管。

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图2-24 PLC输入接口与电气元件的接线