西门子6ES7241-1CH30-1XB0详细参数

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SIMATIC S7-1200， Communication Board CB 1241， RS-485，接线盒， 支持自由端口

PLC接地系统设计

①接地系统的基本要求 设备、控制系统良好的接地，不仅是人身安全所需的“电击防护”措施，而且也是抑制干扰、减小电磁干扰、提高系统可靠性的重要手段，在设计、安装施工阶段予以重视。

  PLC控制系统对接地的一般要求如下。

  a.系统接地良好，对于PLC控制系统，接地电阻应小于4Ω。

  b.接地线有足够大的线径，立安装的PLC基本单元，应使用截面积在2.5mm²以上的黄/绿线与系统保护接地线(PE)连接。

  c.模块化结构的PLC，各模块与机架间一般可以通过模块本身的接地连接端，使得各模块与机架间保持良好的接地，但机架与系统保护地之间应接地良好，应使用截面积在2.5mm²以上的黄/绿线与系统保护接地线(PE)连接。

  d.系统中的其他控制装置(如驱动器、变频器等)的接地同样符合规范，并立接地。

  按照DIN EN标准规定，各控制装置的接地线的线径如表5-13所示。表中“通过固定的连接"是指控制装置通过导电基座与良好接地的电气柜(元件安装板)进行接地连接时的要求。

表5-13 控制装置的接地线线径的要求

  e.系统中的各类屏蔽电缆的屏蔽层、金属软管、走线槽(管)、分线盒等均接地良好。

  ②各类不同接地的处理 在PLC系统中，主要有以下几种与接地有关的常用"地"，需要根据不同的情况进行分别处理。

  a.数字信号地。数字信号地是指系统中各种开关量(数字量)的0V端，如接近开关的0V线、PLC输入的公共0V、晶体管输出的公共0V等。

  数字信号地在PLC控制系统中，原则上只需要按照PLC规定的输入/输出连接方式进行连接即可，无需另外考虑的地线，也不需要与PE线进行连接，详见前述I/O接口设计部分。

  b.模拟信号地。模拟信号地是指系统中各类模拟量的0V端，如用于驱动器(变频器)的速度给定电压输出、测速反馈输入、传感器输入等。

  模拟信号通常采用差动输出/输入，各信号间的0V各自立，因此，模拟信号地一般不允许进行相互间的连接，也不允许与系统的PE线进行连接。

  用于模拟量输入/输出的连接线，原则上应使用带有屏蔽的“双绞”电缆，屏蔽电缆的屏蔽层根据不同的要求与系统的PE线连接。

  c.保护地。保护地是指系统中各按制装置、用电设备的外壳接地，如电动机、驱动器的保护接地等。这些保护地直接与电柜内的接地母线(PE 母线)连接，不允许控制装置、用电设备的PE线进行"互连"。

  d.直流电源地。系统直流电源地是指除PLC内部电源以外的外部直流电源的0V端(PLC 内部直流电源的OV端，一般与PLC的数字信号地共用)。可以分以下几种情况进行处理。

  (a)当PLC输入/输出直流电源分离时，用于PLC输入的直流电源的0V，按前述的“I/O接口设计”部分的要求，与PLC的OV公共线进行连接。用于PLC输出的直流电源，根据需要，可以不与PLC的0V公共端连接或与PLC的0V公共端连接。

  (b)当PLC输入/输出直流电源共用时，直流电源的OV与PLC的0V公共线连接。用于PLC输入/输出的直流电源0V与系统接地(PE)线之间，根据系统的实际需要，可以连接也可以不连接。

  (c)单用于PLC系统执行元件的直流电源0V，原则上不与PLC的0V连接，但一般需要与系统的接地(PE)线进行连接

  e.交流电源地。交流电源地是指系统中使用的交流电源的0V端(或N线)，如220V 控制回路的0V端、交流照明电路、交流指示灯的0V端等。

  在交流控制回路使用隔离变压器时，小于"电击防护"等方面的考虑，为了让变压器起到“隔离”作用，原则上不应将交流电源的0V端与系统接地(PE)线相连。

  从抗干扰的角度考虑，控制系统的PE线原则上也不应与电网的N线相连。但在某些进口机床上，也有使用特殊的“短接端”，将交流电源的0V端、N线、接地(PE)线进行相互连接的情况。

  PLC控制系统通常属于1MHz以下的低频电路的范畴，因此，一般应采用"单点接地"的接地方式。

随着PLC控制的普及与应用，PLC产品的种类和数量越来越多，而且功能也日趋完善。近年来，从美国、日本、德国引进的PLC产品及国内厂家组装或自行开发的产品已有几十个系列，上百种型号。目前在国内应用较多地PLC产品主要包括：美国AB、GE、MODICON公司，德国西门子公司，日本OMRON、三菱公司等得PLC产品。因此PLC的品种繁多，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各有自己的特点，适用场合也各有侧重。因此，合理选择PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标起着重要的作用。一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨，不要盲目贪大求全，以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择可从以下几个方面来考虑。

1）   对输入 / 输出点的选择

要先弄清除控制系统的 I/O 总点数，再按实际所需总点数的 15 ～ 20 ％留出备用量（为系统的改造等留有余地）后确定所需 PLC 的点数。

PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级，但这种 PLC 平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离，则应选择前两种输出方式的 PLC 。

（2）  对存储容量的选择

对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中，可以用输入总点数乘 10 字 / 点＋输出总点数乘 5 字 / 点来估算；计数器 / 定时器按（ 3 ～ 5 ）字 / 个估算；有运算处理时按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模拟量输入 / 输出的系统中，可以按每输入 / （或输出）一路模拟量约需（ 80 ～ 100 ）字左右的存储容量来估算；有通信处理时按每个接口 200 字以上的数量粗略估算。后，一般按估算容量的 50 ～ 100 ％留有裕量。对缺乏经验的设计者，选择容量时留有裕量要大些。

（3）   对 I/O 响应时间的选择

PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在 2 ～ 3 个扫描周期）等。对开关量控制的系统， PLC 和 I/O 响应时间一般都能满足实际工程的要求，可不必考虑 I/O 响应问题。但对模拟量控制的系统、特别是闭环系统就要考虑这个问题。

（4）   根据输出负载的特点选型

不同的负载对 PLC 的输出方式有相应的要求。例如，频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型的，而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的 PLC 有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较便宜，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的 PLC 。

（5）   对在线和离线编程的选择

离线编程是指主机和编程器共用一个 CPU ，通过编程器的方式选择开关来选择 PLC 的编程、监控和运行工作状态。编程状态时， CPU 只为编程器服务，而不对现场进行控制。在线编程是指主机和编程器各有一个 CPU ，主机的 CPU 完成对现场的控制，在每一个扫描周期末尾与编程器通信，编程器把修改的程序发给主机，在下一个扫描周期主机将按新的程序对现场进行控制。计算机辅助编程既能实现离线编程，也能实现在线编程。在线编程需购置计算机，并配置编程软件。采用哪种编程方法应根据需要决定。

（6）   据是否联网通信选型

若 PLC 控制的系统需要联入工厂自动化网络，则 PLC 需要有通信联网功能，即要求 PLC 应具有连接其他 PLC 、上位计算机及 CRT 等的接口。大、中型机都有通信功能，目前大部分小型机也具有通信功能。

（7）   对 PLC 结构形式的选择

在相同功能和相同 I/O 点数据的情况下，整体式比模块式价格低。但模块式具有功能扩展灵活，维修方便（换模块），容易判断故障等优点，要按实际需要选择 PLC 的结构形式。