西門子plc的安裝與維護

可編程控制器的安裝和維護

引言

可編程控制器（PLC）是一種新型的通用自動化控制裝置，它將傳統的繼電器控制技術、計算機技術和通訊技術融為一體，具有控制功能強，可靠性高，使用靈活方便，易于擴展等優點而應用越來越廣泛。但在使用時由于工業生產現場的工作環境惡劣，干擾源眾多，如大功率用電設備的起動或停止引起電網電壓的波動形成低頻干擾，電焊機、電火花加工機床、電機的電刷等通過電磁耦合產生的工頻干擾等，都會影響PLC的正常工作。 
盡管PLC是專門在現場使用的控制裝置，在設計制造時已采取了很多措施，使它對工業環境比較適應，但是為了確保整個系統穩定可靠，還是應當盡量使PLC有良好的工作環境條件， 并采取必要的抗干擾措施。

2 PLC在安裝和維護時應注意的問題

2.1 PLC的安裝
PLC適用于大多數工業現場，但它對使用場合、環境溫度等還是有一定要求。控制PLC的工作環境，可以有效地提高它的工作效率和壽命。在安裝PLC時，要避開下列場所： 
（1）環境溫度超過0 ~ 50℃的范圍； 
（2）相對濕度超過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）頻繁或連續的振動，振動頻率為10 ~ 55Hz、幅度為0.5mm（峰-峰）； 
（7）超過10g（重力加速度）的沖擊。 
小型可編程控制器外殼的4個角上，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（德國共和標準）軌道固定。DIN軌道配套使用的安裝夾板，左右各一對。在軌道上，先裝好左右夾板，裝上PLC，然后擰緊螺釘。為了使控制系統工作可靠，通常把可編程控制器安裝在有保護外殼的控制柜中，以防止灰塵、油污、水濺。為了保證可編程控制器在工作狀態下其溫度保持在規定環境溫度范圍內，安裝機器應有足夠的通風空間，基本單元和擴展單元之間要有30mm以上間隔。如果周圍環境超過55C，要安裝電風扇，強迫通風。 
為了避免其他外圍設備的電干擾，可編程控制器應盡可能遠離高壓電源線和高壓設備，可編程控制器與高壓設備和電源線之間應留出至少200mm的距離。 
當可編程控制器垂直安裝時，要嚴防導線頭、鐵屑等從通風窗掉入可編程控制器內部，造成印刷電路板短路，使其不能正常工作甚至*損壞。

2.2 電源接線
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輸出接線端。該接線端可為輸入傳感（如光電開關或接近開關）提供直流24V電源。 
如果電源發生故障，中斷時間少于10ms，PLC工作不受影響。若電源中斷超過10ms或電源下降超過允許值，則PLC停止工作，所有的輸出點均同時斷開。當電源恢復時，若RUN輸入接通，則操作自動進行。 
對于電源線來的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。如果電源干擾特別嚴重，可以安裝一個變比為1:1的隔離變壓器，以減少設備與地之間的干擾。

2.3 接地
良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發生的電壓沖擊危害。接地線與機器的接地端相接，基本單元接地。如果要用擴展單元，其接地點應與基本單元的接地點接在一起。為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應給可編程控制器接上地線，接地點應與動力設備（如電機）的接地點分開。若達不到這種要求，也必須做到與其他設備公共接地，禁止與其他設備串聯接地。接地點應盡可能靠近PLC。

2.4 直流24V接線端 
使用無源觸點的輸入器件時，PLC內部24V電源通過輸入器件向輸入端提供每點7mA的電流。 
PLC上的24V接線端子，還可以向外部傳感器（如接近開關或光電開關）提供電流。24V端子作傳感器電源時，COM端子是直流24V地端。如果采用擴展船員，則應將基本單元和擴展單元的24V端連接起來。另外，任何外部電源不能接到這個端子。 
如果發生過載現象，電壓將自動跌落，該點輸入對可編程控制器不起作用。 
每種型號的PLC的輸入點數量是有規定的。對每一個尚未使用的輸入點，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。

2.5 輸入接線
PLC一般接受行程開關、限位開關等輸入的開關量信號。輸入接線端子是PLC與外部傳感器負載轉換信號的端口。輸入接線，一般指外部傳感器與輸入端口的接線。 
輸入器件可以是任何無源的觸點或集電極開路的NPN管。輸入器件接通時，輸入端接通，輸入線路閉合，同時輸入指示的發光二極管亮。
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抖動或從輸入線路串入的電噪聲引起PLC誤動作。 
若在輸入觸點電路串聯二極管，在串聯二極管上的電壓應小于4V。若使用帶發光二極管的舌簧開關，串聯二極管的數目不能超過兩只。 
另外，輸入接線還應特別注意以下幾點： 
（1）輸入接線一般不要超過30m。但如果環境干擾較小，電壓降不大時，輸入接線可適當長些。 
（2）輸入、輸出線不能用同一根電纜，輸入、輸出線要分開。 
（3）可編程控制器所能接受的脈沖信號的寬度，應大于掃描周期的時間。

2.6 輸出接線
（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）輸出端接線分為獨立輸出和公共輸出。當PLC的輸出繼電器或晶閘管動作時，同一號碼的兩個輸出端接通。在不同組中，可采用不同類型和電壓等級的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級的電源。 
（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載短路，將燒毀印制電路板，因此，應用熔絲保護輸出元件。 
（4）采用繼電器輸出時，承受的電感性負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。 
（5）PLC的輸出負載可能產生噪聲干擾，因此要采取措施加以控制。 
此外，對于能使用戶造成傷害的危險負載，除了在控制程序中加以考慮之外，還應設計外部緊急停車電路，使得可編程控制器發生故障時，能將引起傷害的負載電源切斷。 
交流輸出線和直流輸出線不要用同一本電纜，輸出線應盡量遠離高壓線和動力線，避免并行。

3 結語

PLC以其顯著的優點而廣泛用于工業控制，其實際應用涉及的問題很多，本文只是就其現場安裝和維護問題提出了一些注意事項，供從事PLC設計及應用人員參考。