西門子PLC編程入門之PLC編程接線規則要求
時間：2019-12-09 11:57
來源：PLC培訓
所有電氣設備的正確接地和接線非常重要，因為這有助于確保實現最佳系統運行以及為您的應用和S7-1200提供更好的電噪聲防護。所以，今天智通職業培訓學院為大家講講西門子PLC編程入門之PLC編程接線規則要求
先決條件
在對任何電氣設備進行接地或者接線之前，請確保設備的電源已經斷開。 同時，還要確保已關閉所有相關設備的電源。
確保在對 S7-1200 和相關設備接線時遵守所有適用的電氣規程。 請根據所有適用的國家和地方標準來安裝和操作所有設備。 請聯系當地的管理機構確定哪些規范和標準適用于您的具體情況。
安裝已上電的 S7-1200 或相關設備或者為這些設備接線可能會導致電擊或意外設備操作。
在您規劃 S7-1200 系統的接地和接線時，務必考慮安全問題。 電子控制設備（如 S7- 1200）可能會失靈和導致正在控制或監視的設備出現意外操作。 因此，應采取一些獨立于 S7-1200 的安全措施以防止可能的人員受傷或設備損壞。
絕緣準則
S7-1200 交流電源和 I/O 與交流電路的邊界經過設計，經驗證可以在交流線路電壓與低壓電路之間實現安全隔離。 根據各種適用的標準，這些邊界包括雙重或加強絕緣，或者基本絕緣加輔助絕緣。 跨過這些邊界的組件（例如，光耦合器、電容器、變壓器和繼電器）已通過安全隔離認證。 僅采用交流線路電壓的電路才與其它電路實現安全隔離。 24 VDC電路間的隔離邊界僅起一定作用，不應依賴于這些邊界提供安全性。根據 EN 61131-2，集成有交流電源的 S7-1200的傳感器電源輸出、通信電路和內部邏輯電路屬于 SELV（安全超低電壓）電路。
要維持 S7-1200 低壓電路的安全特性，到通信端口、模擬電路以及所有 24 VDC 額定電源和 I/O 電路的外部連接必須由合格的電源供電，該電源必須滿足各種標準對 SELV、PELV、2 類、限制電壓或受限電源的要求。
S7-1200 的接地準則
將應用設備接地的最佳方式是確保 S7-1200 和相關設備的所有公共端和接地連接在同一個點接地。 該點應該直接連接到系統的大地接地。
所有地線應盡可能地短且應使用大線徑，例如，2 mm2 (14 AWG)。 確定接地點時，應考慮安全接地要求和保護性中斷裝置的正常運行。
S7-1200 的接線準則
規劃 S7-1200 的接線時，應提供一個可同時切斷 S7-1200 CPU 電源、所有輸入電路和所有輸出電路電力供應的隔離開關。請提供過流保護（例如，熔斷 器或斷路器）以限制電源線中的故障電流。考慮在各輸出電路中安裝熔斷器或其它電流限 制器提供額外保護。
為所有可能遭雷電沖擊的線路安裝合適的浪涌抑制設備。
避免將低壓信號線和通信電纜鋪設在具有交流線和高能量快速開關直流線的槽中。始終成 對布線，中性線或公共線與火線或信號線成對。
使用盡可能短的電線并確保線徑適合承載所需電流。CPU和SM連接器接受2 mm2到0.3mm2（14AWG到22AWG）的線徑。剝線長度為6.4 mm。SB連接器接受1.3 mm2到 0.3 mm2（16 AWG 到 22 AWG）的線徑。剝線長度為 6.3 - 7 mm。
導線和電纜因具有高于 S7-1200 周圍的環境溫度 30 °C 的溫度等級（例如，針對 55 °C 的環境溫度，應采用溫度等級至少為 85 °C 的電纜）。應從特定電路圖額定值和安裝環境來確定其它導線類型和材料要求。
使用屏蔽線以便最好地防止電噪聲。通常在 S7-1200 端將屏蔽層接地能獲得最佳效果。應使用與電纜屏蔽層相連的連接器將通信電纜屏蔽層接 地至 S7-1200
通信連接器外殼，或將通信電纜屏蔽層與單獨的接地端相連。應圍繞屏蔽層使用夾子或銅 帶來提供較大的接地點連接表面，將其它電纜屏蔽層接地。
在給通過外部電源供電的輸入電路接線時，應在電路中安裝過流保護裝置。由 S7-1200的 24 VDC傳感器電源供電的電路不需要外部保護，因為該傳感器電源的電流已經受到限制。
所有 S7-1200模塊都有供用戶接線的可拆卸連接器。要防止連接器松動，請確保連接器固定牢靠并且導 線被牢固地安裝到連接器中。Siemens 建議從導線剝去大約 6 mm 的絕緣層，以確保連接正確。為避免損壞連接器，小心不要將螺絲擰得過緊。CPU 和SM 連接器螺釘的最大扭矩為 0.56 N-m（5 英寸- 磅）。SB、仿真器和電位器模塊連接器螺釘的最大扭矩為 0.33 N-m（3 英寸-磅）。
為了有利于防止安裝中出現意外的電流，S7-1200 在某些點提供絕緣邊界。在您規劃系統的接線時，應考慮這些絕緣邊界。采用交流線路電壓的電路與其它電路實現安全隔離。24 VDC電路間的隔離邊界僅起一定作用，不應依賴于這些邊界提供安全性。
下表總結了 S7-1200 CPU、SM 和SB 的接線規則。
表格 4- 17 S7-1200 CPU、SM 和SB 的接線規則
說明
絞線上的端頭或末端套管會降低散絲導致短路的風險。長度超過建議剝線長度的端頭應包 括一個絕緣環以避免因導線側向移動而導致的短路。裸導線的橫截面積限制也適用于端頭。
燈負載的使用準則
由于接通浪涌電流大，燈負載會損壞繼電器觸點。 該浪涌電流通常是鎢燈穩態電流的10到15倍。 對于在應用期間將進行大量開關操作的燈負載，建議安裝可更換的插入式繼電器或浪涌限 制器。
感性負載的使用準則
將抑制電路與感性負載配合使用，以在控制輸出斷開時限制電壓升高。 抑制電路可保護輸出，防止通過感性負載中斷電流時產生的高壓瞬變導致其過早損壞。
此外，抑制電路還能限制開關感性負載時產生的電噪聲。 抑制能力差的感性負載產生的高頻噪聲會中斷 PLC 的運行。 配備一個外部抑制電路，使其從電路上跨接在負載兩端并且在位置上接近負載，這樣對降 低電氣噪聲最有效。
S7-1200 的 DC 輸出包括內部抑制電路，該電路足以滿足大多數應用對感性負載的要求。 由于 S7-1200 繼電器輸出觸點可用于開關直流或交流負載，所以未提供內部保護。
對于交流負載，可將金屬氧化物變阻器 (MOV) 或其它電壓鉗制設備與并聯 RC 電路配合使用，但不如單獨使用有效。 不帶并聯 RC 電路的 MOV 抑制器通常會導致出現高達鉗位電壓的顯著高頻噪聲。
良好的受控關斷瞬變的振鈴頻率不超過 10 kHz，最好小于 1 kHz。 交流線路的峰值電壓對地應在 +/- 1200 V 的范圍內。 使用 PLC 內部抑制的直流負載的負峰值電壓比 24 VDC 電源電壓低大約 40 V。 外部抑制應將瞬變限制在 36 V 電源范圍內，以卸載內部抑制。
用于開關DC感性負載的DC或繼電器輸出的典型抑制電路
先決條件
在對任何電氣設備進行接地或者接線之前，請確保設備的電源已經斷開。 同時，還要確保已關閉所有相關設備的電源。
確保在對 S7-1200 和相關設備接線時遵守所有適用的電氣規程。 請根據所有適用的國家和地方標準來安裝和操作所有設備。 請聯系當地的管理機構確定哪些規范和標準適用于您的具體情況。
安裝已上電的 S7-1200 或相關設備或者為這些設備接線可能會導致電擊或意外設備操作。
在您規劃 S7-1200 系統的接地和接線時，務必考慮安全問題。 電子控制設備（如 S7- 1200）可能會失靈和導致正在控制或監視的設備出現意外操作。 因此，應采取一些獨立于 S7-1200 的安全措施以防止可能的人員受傷或設備損壞。
絕緣準則
S7-1200 交流電源和 I/O 與交流電路的邊界經過設計，經驗證可以在交流線路電壓與低壓電路之間實現安全隔離。 根據各種適用的標準，這些邊界包括雙重或加強絕緣，或者基本絕緣加輔助絕緣。 跨過這些邊界的組件（例如，光耦合器、電容器、變壓器和繼電器）已通過安全隔離認證。 僅采用交流線路電壓的電路才與其它電路實現安全隔離。 24 VDC電路間的隔離邊界僅起一定作用，不應依賴于這些邊界提供安全性。根據 EN 61131-2，集成有交流電源的 S7-1200的傳感器電源輸出、通信電路和內部邏輯電路屬于 SELV（安全超低電壓）電路。
要維持 S7-1200 低壓電路的安全特性，到通信端口、模擬電路以及所有 24 VDC 額定電源和 I/O 電路的外部連接必須由合格的電源供電，該電源必須滿足各種標準對 SELV、PELV、2 類、限制電壓或受限電源的要求。
S7-1200 的接地準則
將應用設備接地的最佳方式是確保 S7-1200 和相關設備的所有公共端和接地連接在同一個點接地。 該點應該直接連接到系統的大地接地。
所有地線應盡可能地短且應使用大線徑，例如，2 mm2 (14 AWG)。 確定接地點時，應考慮安全接地要求和保護性中斷裝置的正常運行。
S7-1200 的接線準則
規劃 S7-1200 的接線時，應提供一個可同時切斷 S7-1200 CPU 電源、所有輸入電路和所有輸出電路電力供應的隔離開關。請提供過流保護（例如，熔斷 器或斷路器）以限制電源線中的故障電流。考慮在各輸出電路中安裝熔斷器或其它電流限 制器提供額外保護。
為所有可能遭雷電沖擊的線路安裝合適的浪涌抑制設備。
避免將低壓信號線和通信電纜鋪設在具有交流線和高能量快速開關直流線的槽中。始終成 對布線，中性線或公共線與火線或信號線成對。
使用盡可能短的電線并確保線徑適合承載所需電流。CPU和SM連接器接受2 mm2到0.3mm2（14AWG到22AWG）的線徑。剝線長度為6.4 mm。SB連接器接受1.3 mm2到 0.3 mm2（16 AWG 到 22 AWG）的線徑。剝線長度為 6.3 - 7 mm。
導線和電纜因具有高于 S7-1200 周圍的環境溫度 30 °C 的溫度等級（例如，針對 55 °C 的環境溫度，應采用溫度等級至少為 85 °C 的電纜）。應從特定電路圖額定值和安裝環境來確定其它導線類型和材料要求。
使用屏蔽線以便最好地防止電噪聲。通常在 S7-1200 端將屏蔽層接地能獲得最佳效果。應使用與電纜屏蔽層相連的連接器將通信電纜屏蔽層接 地至 S7-1200
通信連接器外殼，或將通信電纜屏蔽層與單獨的接地端相連。應圍繞屏蔽層使用夾子或銅 帶來提供較大的接地點連接表面，將其它電纜屏蔽層接地。
在給通過外部電源供電的輸入電路接線時，應在電路中安裝過流保護裝置。由 S7-1200的 24 VDC傳感器電源供電的電路不需要外部保護，因為該傳感器電源的電流已經受到限制。
所有 S7-1200模塊都有供用戶接線的可拆卸連接器。要防止連接器松動，請確保連接器固定牢靠并且導 線被牢固地安裝到連接器中。Siemens 建議從導線剝去大約 6 mm 的絕緣層，以確保連接正確。為避免損壞連接器，小心不要將螺絲擰得過緊。CPU 和SM 連接器螺釘的最大扭矩為 0.56 N-m（5 英寸- 磅）。SB、仿真器和電位器模塊連接器螺釘的最大扭矩為 0.33 N-m（3 英寸-磅）。
為了有利于防止安裝中出現意外的電流，S7-1200 在某些點提供絕緣邊界。在您規劃系統的接線時，應考慮這些絕緣邊界。采用交流線路電壓的電路與其它電路實現安全隔離。24 VDC電路間的隔離邊界僅起一定作用，不應依賴于這些邊界提供安全性。
下表總結了 S7-1200 CPU、SM 和SB 的接線規則。
表格 4- 17 S7-1200 CPU、SM 和SB 的接線規則
說明
絞線上的端頭或末端套管會降低散絲導致短路的風險。長度超過建議剝線長度的端頭應包 括一個絕緣環以避免因導線側向移動而導致的短路。裸導線的橫截面積限制也適用于端頭。
燈負載的使用準則
由于接通浪涌電流大，燈負載會損壞繼電器觸點。 該浪涌電流通常是鎢燈穩態電流的10到15倍。 對于在應用期間將進行大量開關操作的燈負載，建議安裝可更換的插入式繼電器或浪涌限 制器。
感性負載的使用準則
將抑制電路與感性負載配合使用，以在控制輸出斷開時限制電壓升高。 抑制電路可保護輸出，防止通過感性負載中斷電流時產生的高壓瞬變導致其過早損壞。
此外，抑制電路還能限制開關感性負載時產生的電噪聲。 抑制能力差的感性負載產生的高頻噪聲會中斷 PLC 的運行。 配備一個外部抑制電路，使其從電路上跨接在負載兩端并且在位置上接近負載，這樣對降 低電氣噪聲最有效。
S7-1200 的 DC 輸出包括內部抑制電路，該電路足以滿足大多數應用對感性負載的要求。 由于 S7-1200 繼電器輸出觸點可用于開關直流或交流負載，所以未提供內部保護。
一種良好的抑制解決方案是使用接觸器或其它感性負載，制造商為這些感性負載提供了集 成在負載設備中的抑制電路，或將抑制電路作為可選附件提供。 但是，一些制造商提供的抑制電路可能不適合您的應用。 為獲得最佳的噪聲消減和觸點壽命，可能還需要額外的抑制電路。
對于交流負載，可將金屬氧化物變阻器 (MOV) 或其它電壓鉗制設備與并聯 RC 電路配合使用，但不如單獨使用有效。 不帶并聯 RC 電路的 MOV 抑制器通常會導致出現高達鉗位電壓的顯著高頻噪聲。
良好的受控關斷瞬變的振鈴頻率不超過 10 kHz，最好小于 1 kHz。 交流線路的峰值電壓對地應在 +/- 1200 V 的范圍內。 使用 PLC 內部抑制的直流負載的負峰值電壓比 24 VDC 電源電壓低大約 40 V。 外部抑制應將瞬變限制在 36 V 電源范圍內，以卸載內部抑制。
用于開關DC感性負載的DC或繼電器輸出的典型抑制電路
在大多數應用中，在直流感性負載兩端增加一個二 極管 (A) 就可以了，但如果您的應用要求更快的關閉時間， 則建議再增加一個穩壓二極管 (B)。 請確保正確選擇穩壓二極管，以適合輸出電路中的 電流量。
① 1N4001 二極管或同等元件
② 8.2 V穩壓二極管（直流輸出），36 V穩壓二極管（繼電器輸出）
③ 輸出點
④ M，24 V 參考
用于開關 AC 感性負載的繼電器輸出的典型抑制電路
請確保金屬氧化物變阻器 (MOV)的工作電壓至少比額定線電壓高出 20%。 選擇為脈沖應用推薦的脈沖級非感性電阻和電容（ 通常為金屬薄膜型）。 確認元件滿足平均功率、峰值功率和峰值電壓要求。
① 關于C值，請參見表格
② 關于R值，請參見表格
③ 輸出點
如果自行設計抑制電路，下表給出了一系列交流負載的建議電阻值和電容值。 這些值是理想元件參數下的計算結果。 表中的 I rms 指滿載時負載的穩態電流。
表格 4- 18 交流抑制電路電阻和電容值
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