PLC系統(tǒng)的供電與接地分析

時(shí)間：2021-04-25作者：上海騰希電氣技術(shù)有限公司瀏覽：95

PLC CPU運(yùn)行好好的突然停掉了，可能所有的燈全閃爍，PC連不上CPU,所有與CPU的通信都中斷了，重新啟動(dòng)后又可以正常運(yùn)行了，但是所有的過(guò)程數(shù)據(jù)丟失，可是運(yùn)行一段時(shí)間又會(huì)出現(xiàn)同樣的問(wèn)題。 CPU恢復(fù)后查看診斷緩沖區(qū)，提示CPU進(jìn)入故障（DEFECT）模式。那么什么原因觸發(fā)CPU進(jìn)入故障模式呢？可能有多種原因，這里我們只討論干擾造成的原因。

有的CPU安裝在電氣室，環(huán)境總體還可以，干擾從哪里來(lái)？我們先看一下手冊(cè)中推薦的接地饋電系統(tǒng)圖，以S7-1500為例，參考圖1。







圖1

推薦CPU/IM的電源M端接地，因?yàn)樗须娫吹腗端接地會(huì)減少各個(gè)獨(dú)立單元之間的電位差，這也是我們常說(shuō)的等電位連接。那么M端連接到哪里去了？M端與系統(tǒng)的邏輯地在內(nèi)部是連通的，可以參考圖2。







圖2

這樣就可以知道了，如果接地系統(tǒng)不好，直接會(huì)影響到CPU系統(tǒng)的邏輯地，造成CPU進(jìn)入故障模式。這種情況下M端如果浮地效果會(huì)好嗎？如果是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)（多個(gè)系統(tǒng)需要等電位連接，還要看看其它系統(tǒng)的要求），效果應(yīng)該好。除此之外，需要注意系統(tǒng)內(nèi)部的干擾也會(huì)串進(jìn)CPU的邏輯地上，這樣的情況比較多，例如CPU電源與控制回路的電源相同，控制回路帶有感性負(fù)載，例如繼電器和電磁閥線圈等，看一下輸出的接線圖，參考圖3.







圖3

M端為公共端，連接負(fù)載的一端，這些負(fù)載在斷開時(shí)放電，干擾的電壓既有幅值又有頻率，直接對(duì)CPU的邏輯地進(jìn)行沖擊，參考圖4.







圖4

如果這種情況下接地可以避免嗎？效果不好，因?yàn)轭l率高了，接地導(dǎo)線的感抗非常大，干擾信號(hào)不容易快速釋放，如果輸出關(guān)斷頻率高，M端的電壓會(huì)累積到一個(gè)非常高的水平，相當(dāng)?shù)挂慌杷?，還沒(méi)有排放完，*二盆水又來(lái)了。這種情況下必須在負(fù)載端使用釋放回路，例如RC回路或者二極管等。

如果控制電源與CPU電源分開可以嗎，當(dāng)然好，但是如果進(jìn)行等電位連接即兩個(gè)電源的M端連接，負(fù)載上沒(méi)有釋放回路，干擾會(huì)串進(jìn)來(lái)就沒(méi)有效果了，所以負(fù)載回路安裝釋放元件是必須的。如果CPU浮地安裝，還需要考慮，與其他站點(diǎn)的通信（Profibus、Profinet）就會(huì)有問(wèn)題（如果不使用一個(gè)電源）。也可以使用PS給CPU供電，負(fù)載使用其它電源，這樣CPU的邏輯地就與外部隔離了，參考圖5，效果好但是價(jià)格稍高點(diǎn)。所以系統(tǒng)的供電與接地還需要設(shè)計(jì)者自己考慮了。





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