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PLC輸出點可靠性設計

時間:2022-11-14 13:58:10來源:電子技術控

導語:?本文基于西門子SMART系列PLC,闡述PLC輸出口與外設負載的合理搭配。

  在項目實踐中,PLC輸出口因使用不合理而損壞的比較多。PLC往往是設備控制的核心,包括硬件和軟件,且價格高,一旦內部損壞,維修更換周期長。即使家里有礦,不差錢,換新的,你有可能沒有控制程序;就是有程序,也不一定會進行系統配置和下載,總之對客戶來說很麻煩,很生氣。

  一. 先說明以MOSFET為控制元件的晶體管輸出點,每點輸出電流僅0.5A~0.7A,且沒有完善的過載、過壓保護,僅能直接驅動電阻性直流小負載,例如,作為變頻器、伺服單元的輸入控制信號,驅動狀態指示燈等。如需驅動電感性負載和大功率負載,請務必使用固態繼電器或直流中間繼電器進行隔離,再根據功率大小決定是否使用接觸器。

  1.當晶體管輸出點用于位置控制,輸出高速脈沖時,因多數伺服單元或步進驅動器主要用于配接機床CNC系統,其位置指令輸入口是按5V系統設計的差分驅動,而PLC的晶體管輸出H電平接近24VDC,此時需要配置合適的限流電阻,才可互連,否則將損壞伺服輸入口或PLC輸出口,如圖一所示,2.7K電阻就是限流電阻。

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  2.交流或直流固態繼電器均內置有完善的過電壓保護電路,以吸收浪涌電壓、反電動勢,且可以實現DC到AC隔離轉換。當控制頻繁動作的液壓電磁閥、電磁鐵、氣動閥、單相電機等小功率負載時,一般均用固態繼電器對PLC進行保護隔離、功率轉換及直流電到交流電轉換。如圖二、圖三所示。

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  3.對于大功率交流負載,可以通過直流繼電器控制交流接觸器加以實現,要注意的是繼電器需選用帶續流二極管的型號,最好還含有動作指示燈;交流接觸器選用帶阻容保護模塊的型號,以提高系統可靠性和抗干擾性能,如圖四所示。

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  也可以用交流固態繼電器控制交流接觸器線圈的方式加以實現,此時可選用不帶阻容模塊的接觸器,因為交流固態繼電器內部含有類似電路,如圖五所示。

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  PLC繼電器型輸出點,為其內部微型繼電器輸出的NO干接點,既可控制交流負載,也可用于控制直流負載,但驅動能力很差,每點輸出電流僅0.5A~2A 。在工業現場,觸點直流電源用DC24V,交流電源用AC220V。需要注意的是觸點交流電源不能用AC380V,因為380V電壓對于微型繼電器而言,是很不安全的。1.對于阻性直流小負載及伺服單元的控制信號,可用PLC輸出觸點直接控制,但需要在緊靠電源處加裝穿線管式熔斷器,以防導線破皮短路及元件短路時,不致損壞PLC輸出點,如圖一、圖二所示,FU1、FU2即為穿線管式熔斷器。

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  2.對于交流小負載,一般不能用PLC觸點直接驅動。因為工業現場交流小負載供電電壓為AC220V或AC380V,負載本身電流并不大,但發生短路時電流很大,如用PLC輸出點直接控制,觸點會瞬間熔化粘結在一起或整個微型繼電器燒焦。為了保護PLC輸出點,均采用直流繼電器進行隔離,再用繼電器NO觸頭去控制交流小負載,即使直流繼電器燒壞,更換也方便,損失小速度快,如圖三所示。為了提高整個系統可靠性,交流電源側要加裝單相斷路器,以提供短路和過載保護,如圖三中的QF1所示。

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  3.對于大功率負載,一般用交流接觸器進行控制,此時可用PLC輸出觸點直接控制接觸器線圏。需要注意的是,接觸器應選用帶阻容吸收模塊的型號,AC220控制電源側要加裝熔斷器,如圖四所示的FU1 。為了提高整個系統可靠性,接觸器線圈總回路中應串接熱保護器NC觸頭;串接缺相保護器的NC觸頭及急停按鈕的NC觸頭。以使主電路發生故障時,能及時斷電停機。如圖四所示的FR1、OP1及SB1 。

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