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工控人来学习 官方工程师 经验值:3090 发帖数:155 精华帖:24 |
楼主 2016-11-10 10:47:07
主题:西门子自动化系统接地指南---连载3 以下内容节选自机械工业出版社出版的《西门子自动化系统接地指南》,作者杨工。更多更详细的内容请您参考《西门子自动化系统接地指南》一书。
第1章 西门子自动化控制系统的接地
1.1 PLC系统的接地规范 西门子PLC系统分为S7-200、S7-300、S7-400、S7-1200以及S7-1500系列。其中 S7-200系列PLC为小型PLC,使用方式与S7-200Smart以及S7-1200一致,因此,这里主要介绍的是S7-300、S7-400、S7-1200以及S7-1500系列PLC在模块接地、屏蔽线处理等方面的内容,而S7-200系列产品的相关内容可以参考其手册。 1.1.1 S7-300系列PLC的接地规范 S7-300系列PLC是西门子应用最多的PLC系列产品,而由于西门子其他系列的PLC系统的特性与S7-300系列产品均类似,因此本部分介绍的原则将基本适用于整个PLC部分。 1 S7-300 PLC系统接地总原则 对于PLC及控制系统的整体的供电及接地的要求,主要有以下几点原则:
关于这些原则,请参考S7-300PLC的供电及接地原理图(图2-1)。 图2-1 系统供电、接地原理图
2 S7-300 PLC系统的接地规范 (1) 电源模板(PS307)的接地要求 对于电源模板,供电均采用220V/120V交流电源,注意电源需要连接PE线。电源模板输出为CPU及模板提供24VDC电源(图2-2)。 图2-2 PS电源和CPU连接示意图
(2) CPU的接地连接 1) CPU 31x 接参考地电位 在S7-300的CPU的电源端子处,插着一个滑动金属片,将该滑动金属推进去时,DC 24V的M端将通过该滑动金属片与CPU的安装导轨相连,通过导轨实现接地,所有从M来的干扰电流都可以被释放至接地导线/地(图2-3)。 默认情况下,滑动金属片都是推进去的。 图2-3 CPU31X的接地参考电位示意(默认状态) 实际设备中如下所示(图2-4): 图2-4 CPU上的滑动金属片未拔出 2) CPU 31x 浮地系统 如果系统的“地”并不干净,或者希望将系统做成浮地的,则可以将该金属滑动片撬出,此时M和导轨分开,系统与“地”是不直接相连的,而是通过 RC 回路进行隔离连接的。 图2-5 CPU31X的未接地参考电位示意 实际设备中如下所示(2-6):
2.1.2 S7-1500 PLC系统的接地规范
1. S7-1500 PLC系统的接地总览 (1) 整体配置中的 S7-1500/ET 200MP S7-1500(及ET200MP)系统产品是西门子最新的控制器系列产品,供电部分依然取单相(L1、N和PE)给AC/DC电源转换模块输入供电,输出24V电源给CPU等供电,同时也给机架上的其他模板内部芯片提供电源。机架导轨、参考位M和机柜与机柜内的接地母线连接,最后与TN-S供电系统的PE连接。 图2-48显示了通过 TN-S 为S7-1500/ET 200MP系统供电及接地的的基本原理。 图2-48 具有接地参考电位的S7-1500/ET200MP供电、接地原理图
(2) S7-1500系统的电气隔离 在电气设计上,S7-1500系统/ET 200MP 分布式 I/O 系统以及组件之间都是电气隔离的:
例如:S7-1500 系统的电位关系(图2-49) 图2-49 S7-1500 的电位关系(以 CPU 1516-3 PN/DP 为例) 以及PROFINET IO 上 ET 200MP 的电位关系(图2-50) 图2-50 ET 200MP 的电位关系(以 IM 155-5 PN HF 接口模块为例) 与PROFIBUS DP 上 ET 200MP 的电位关系(图2-51) 图2-51 ET 200MP 的电位关系(以 IM 155-5 DP ST 接口模块为例) 如上面三图中,背板总线连接在一起,PS电源和CPU/IM的M参考位均通过RC和导轨隔离,IO模块通过电容和安装导轨隔离,导轨与机柜内的接地母线连接,最后与TN-S供电系统的PE连接。 通过集成 RC 装置或集成电容来传导高频干扰电流,并且会消除静电荷。尽管使用接地安装导轨,但由于高阻型RC连接,必须将 S7-1500 自动化系统/ET 200MP 分布式I/O 系统的参考电位视为未接地。
来自西门子技术支持与服务
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