PLC的供电系统可靠性设计
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  1.PLC电源设计

  一般而言,PLC的基本电源一般有使用ACIOOV/240V与DC24V两种类型。

  当PLC采川ACIOOV/240V供电时,通常允许输入电源电压的波动范围为-15%~+10%。如:选择额定输入电压为AC100V时,通常允许输入电压的变化范围为AC85~110V;选择额定输入电压为AC240V时,允许的变化范围为AC200AC264V。PLC对外部交流电源的频率要求较低,允许的频率变化范围通常为3Hz,即选择额定输入频率为50Hz时,允许输入频率的变化范围为47~53Hz;选择额定输入频率为60Hz时,允许变化范围为57~63Hz。

  当PLC使用DC24V电源时,一般允许输入电压的变化范围为一l5%~+20%(即DC20.4~28.8V,如SIEMENS PLC),部分PLC可以达到-35%+30%(即DC15.6~31.2V,如三菱Q系列PLC)。与其他计算机控制系统相比,它对输入电源的要求相对较低,通常容易满足要求。

  但为了保证PLC的正常工作,抑制线路干扰,对于交流AC100V/240V供电的PLC,原则上应在电源输入回路加入隔离变压器、浪涌吸收器或者采取稳压措施。PLC输入电源要与设备动力电源、交流控制回路电源、交流输出电源分离配线,并具有独立的保护回路与独立的隔离变压器。

  对于直流DC24V供电的PLC,原则上应采用稳压电源供电:至少应通过三相桥式整流、滤波后进行供电;一般不能使用仅通过单相桥式整流的直流电源直接对PLC进行供电。PLC输入电源要与设备直流动力电源、直流控制回路电源、直流输出电源分离配线,并具有独立的保护回路,在系绕组成较复杂时,应使用独立的稳压电源单独对PLC供电。

  当系统采用模块化结构时,电源模块的容量应保证满足PLC系统对电源容量的要求,电源模块的额定输出容量应大于系统中全部组成模块所消耗的功率总和,并且留有20%~30%的余量。

  2. 1/0装置外部电源

  I/O外部电源是指用于PLC源输入模块、PLC输出模块、输入传感器(如接近开关等)、输出执行元件的电源。

  用于PLC输入信号的外部电源一般为DC24V。由于输入信号的电压波动可能直接影响到PLC输入状态的变化,故对其要求较高,原则上应采用稳压电源供电;至少应通过三相桥式整流、滤波后进行供电;不能使用仅通过单相桥式整流的直流电源,以防止输入信号采样的错误。

  用于PLC输出信号的外部电源与PLC的输出形式与负载要求有关,可以是交流,也可以是直流。特别在当采用继电器接点输出时,电源要求完全取决于负载。

  通常情况下,PLC对输出电源的要求要低于输入电源。如:对于直流24V中间继电器、电磁阀

  类负载,一般可以使用单相桥式整流的直流电源,但是,当PLC的输出需要作为系统其他控制装置:如CNC等)的输入时,必须根据后者的要求选择输出电源。

  3.PLC总供电系统

  总供电系统的设计,必须根据控制对象的性质、技术要求、系统的组成情况、使用环境条件等进行具体分析,本章后述部分给出了PLC控制系统硬件设计实例,可以供读者参考。

  作为PLC总供电系统基本设计原则,应注意如下几个方面:

  ①在系统中,与PLC有关的全部电源,均可以通过设备的总电源开关进行分断,实现与电网的隔离。

  ②PLC作为系统主要的控制装置,原则上应在设备总电源接通后,无须其他启动操作,即可以立即投入工作,以便控制系统对控制对象实施有效的监控。

  ③对于同时使用基本单元与扩展单元的控制系统,扩展单元的电源应先于基本单元或同时接通,以便基本单元对扩展单元实施有效的监控。

  ④用于PLC输入信号的外部电源,可以与PLC基本电源共用,但回路中必须安装独立的保护器件(如断路器等)。

  ⑤当用于PLC输入信号的外部电源独立设置时,此电源应在设备总电源接通后,立即投入工怍,以便PLC通过输入信号对设备的现行状态实施有效的监控。

  ⑥用于PLC输出信号的外部电源,可以与输入电源共用或进行独立设置。对于组成复杂、执行元件较多的控制系统,可根据需要设置多个电源。

  ⑦当PLC输出使用公用外部电源时,应根据输出对象的不同,分类设置多路保护(如断路器等),且每一类输出的电源接通次序应有所区别。设计应保证PLC的各类输出电源的通断,受强电控制回路互锁条件的约束与控制。

  ⑧用于系统中的其他控制回路用电源,在电压相同时(如DC24V控制回路),可以与PLC的输入或输出电源共用,但必须安装有独立的保护元件(如断路器等)。

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