西门子S7-300 PLC接地规范

 S7-300 PLC是西门子产品运用数最多的PLC，因为西门子PLC别的系列产品的PLC系统的特点与S7-300 PLC商品均相近，因而详细介绍的PLC接地装置标准适用全部PLC系列产品。
1、西门子PLCS7-300 PLC系统接地装置的总标准
针对PLC及自动控制系统总体的供电系统及接地装置的规定，关键有以下几个方面标准：
①系统软件主控制回路选用三相五线制供电系统，主控制回路须提升相对应的电源开关及保护设备。
②负荷开关电源从主控制回路供电系统中取电，如果是好几个负荷开关电源，则应依照web服务的标准开展分派。
③负荷侧开关电源，不论是直流电或是沟通交流，均应提升短路故障和过压保护。
④系统软件接地线电阻不超4欧母。
⑤服务器机柜中的接地母线与系统软件的PE线相接。
⑥服务器机柜的机壳、安装设备侧板均应确保根据金属材料构件联接在一起，并与接地母线相接。
⑦安装设备侧板应考虑到EMC特点（比如选用镀锌钢板）。
⑧系统软件中的电器设备的PE接线端子应与接地母线相接，并确保就近原则相接及其联接电缆线尽可能粗、尽可能短的标准。
⑨应留意柜里电器设备的别的接地装置规定。
有关这种标准，请参照西门子PLCS7-300 PLC的供电系统及接地装置电路原理图，如图所示1所显示。

图1 西门子PLCplc系统软件供电系统、接地装置电路原理图
表明：1为主导令电源开关；2为短路故障和过压保护；3为负荷电流源（电气隔离）；4为接地装置电导体的脱卸式联接，用以精准定位接地装置常见故障；5为CPU（非CPU 31×C）的接地装置滚动接触点。
2、西门子PLCS7-300 PLC系统的接地装置标准
①开关电源模版(PS307)的接地装置规定
针对开关电源模版，供电系统均选用AC220V/120V开关电源（开关电源必须联接PE线）。开关电源模版輸出为CPU及模版给予DC24V开关电源，如图2所显示。

图2 PS开关电源和CPU联接平面图
表明：1为开关电源电缆线上的电缆夹；2为PS开关电源和CPU联接电缆线；3为脱卸式的电源连接器
留意： 假如将M和L 接线端子的旋光性接错，则CPU的內部熔断器便会融断。自始至终将开关电源的M和L 接线端子与CPU的这两个接线端子互联。
②CPU的接地装置联接
A、CPU 31×接参照地电位差
在西门子PLCS7-300的CPU的开关电源接线端子处，插着一个滚动铜片，将该滚动金属材料推动去时，DC24V的M端将根据该滚动铜片与CPU的安裝滑轨相接，根据滑轨完成接地装置，全部从M来的影响电流量都能够被释放出来至接地装置输电线/地，如图所示3所显示。

图3 CPU 31×的接地装置参照接地装置平面图（默认设置情况）
表明：1为处在接地装置情况的接地装置滚动接触点；2为內部CPU的接地装置电位差；3为安装滑轨
默认设置状况下，滚动铜片全是推动去的。当安裝具备接地装置参照电位差的S7-300时，不必拔出来接地装置滚动接触点。具体机器设备中如图4所显示。

图4 CPU上的滚动铜片未拔出来
B、CPU 31×浮地系统软件
假如系统软件的“地”不干净，或期待将系统软件作出浮地的，则能够将该金属材料滚动片撬出，这时M和滑轨分离，系统软件与“地”不是立即相接的，只是根据RC控制回路开展防护联接的。如图所示5所显示。

图5 CPU 31×的未接地装置参照电位差提示
表明：1为CPU中建立未接地装置参照电位差 用张大嘴3.5mm的螺丝起子顺箭头符号方位向前促进接地装置滚动接触点；2为內部CPU的接地装置电位差；3为安装滑轨。
留意： 应在滑轨上安裝机器设备以前最先设定未接地装置参照电位差。假如早已安裝而且用输电线联接了CPU，则在拔出来接地装置滚动接触点以前很有可能迫不得已断掉MPI插口。具体机器设备中如图所示6所显示。

图6 拔出来CPU上的金属材料滚动片
③I/O模版的接地装置规定
A、数据量模版
S7-300系列产品的数据量键入/輸出模版并不一定独特附加的接地装置解决，仅仅针对提升 系统软件EMC特点而言，特别注意以下几个方面：
◆ 数据量键入/輸出的输电线长短规定：1000m屏蔽电缆，600m非屏蔽电缆。
◆ 屏蔽双绞线解决屏蔽掉层时要金属材料夹夹到铜编织带屏蔽掉层。确保大规模的触碰屏蔽掉层，并给予适度的接触应力。图7表明了应用电缆夹安
装屏蔽双绞线的几类处理方法。

图7 电缆夹安裝屏蔽双绞线平面图
具体的安裝可参照图8所显示。

图8 屏蔽掉层根据电缆夹卡在柜里接地装置排上
而数据量plc模块有时候需开展抑止维护。但因为S7-300数据plc模块內部集成化了浪涌抑制发生器，因而针对电感器机器设备而言，仅在以下状况下才必须额外的浪涌保护器抑止机器设备：
◆ SIMATIC輸出控制回路可以用外界的机器设备(如汽车继电器接触点)来断开；
◆ 假如交流电流不由自主SIMATIC控制模块操纵。
a、DC线圈
选用二极管或齐纳二极管能够抑止直流稳压电源推动的电磁线圈所造成的脉冲电流，如图所示9所显示。

图9 DC线圈的浪涌保护器抑止

图10是直流接触器上提升续流二极管的具体运用。

图10 直流接触器上的续流二极管
用二极管或齐纳二极管作抑制器具备以下特性：
◆ 可防止电源开关姿势时造成的过压，齐纳二极管有较高的关闭工作电压；
◆ 提升 了关闭时间延迟（比沒有抑制器时高于6-9倍）。由齐纳二极管构成的抑制器的关闭比二极管抑制器快。
b、AC电磁线圈
用氧化锌压敏电阻或RC互联网能抑制以AC开关电源推动的线包所造成的脉冲电流，如图所示11所显示。

图11 AC电磁线圈的浪涌保护器抑止

图12是直流接触器上提升氧化锌压敏电阻和RC控制回路的具体运用。

图12 直流接触器上的续流控制回路（氧化锌压敏电阻和RC控制回路）
用氧化锌压敏电阻作抑制器具备以下特性：
◆ 电源开关时的过压的力度能够被限定，但不可以衰减系数；
◆ 脉冲电流险峻的上升沿仍维持不会改变；
◆ 关闭延迟短；
◆ 此外，氧化锌压敏电阻有工作电压幅度值的规定(一般是高过一切正常工作标准电压的10%)，不可以长期的过电压，不然有可能毁坏。
用RC控制回路作抑制器具备以下特性：
◆ 电源开关时的过压的力度和险峻的上升沿都被减少；
◆ 关闭延迟短。
B、模拟量输入模版的接地装置规定：
a、模拟量输入控制电缆的一般规定：
◆ 模拟量输入电源线选用屏蔽双绞线；
◆ 模拟量输入电源线尽可能短，在其中模拟量输入键入最多200m屏蔽电缆；若工作电压范畴≤80mV且应用热电阻时，最多50m（热电阻控制模块最多80m）；模拟量输入輸出最多两百米屏蔽电缆。
◆ 屏蔽掉层做接地装置解决，提议选用屏蔽电缆一端接地装置，并在模版侧单端接地装置。模拟量输入线的屏蔽掉层的接地装置方式 ，如图所示5所显示。
b、电气隔离模拟量输入键入控制模块
电气隔离模拟量输入键入控制模块在精确测量电源电路的定位点(MANA和/或M-)和CPU/IM 153的M接线端子间存有一切电势差VISO的风险性，请尽量应用信号隔离器SWP9034A控制模块。
根据CPU/IM153的M和接线端子MANA中间的等电位连接互连，能够防止电势差VISO超出限定值。
这儿分成几类状况：
状况I：将电气隔离感应器联接到电气隔离模拟量输入模版，能够在接地装置方式或未接地装置方式实际操作CPU/IM 153，如图所示13所显示。

图13 将电气隔离感应器联接到电气隔离AI
在EMC影响明显的自然环境中，提议将M-和MANA联接，防止超过CMV的限定值。针对VCM≤2.5V的模拟量输入控制模块，务必将M-和MANA互联(强烈推荐相接处)。
VCM不可超出容许的电势差UCM(共模)。VCM常见故障可存有于
◆ 精确测量键入(M /M-)和精确测量电源电路的参照电位差MANA中间
◆ 在精确测量键入中间。
状况Ⅱ：将电气隔离感应器联接到非电气隔离模拟量输入模版。能够在接地装置方式或未接地装置方式下实际操作CPU/IM 153，如图所示14所示。

图14 将电气隔离感应器联接到非电气隔离AI
留意：联线并联接2线制感应器和电阻器型感应器时，切忌将M-和MANA互联。在M-和MANA互联处转化成平衡电流量，并毁坏精确测量值。
C、非防护模拟量输入键入控制模块
非防护感应器与当地接地装置电位差互联。应用非防护感应器时，请尽量自始至终将MANA和当地接地址互联。
本地的自然环境标准或影响都是有很有可能造成当地遍布的测点中间的电势差VCM(静态数据或动态性)。假如超过VCM的最高值，请使用等电位连接输电线联接各测点。
状况I：将非防护感应器联接到电气隔离模拟量输入模版。将非防护感应器联接到电气设备隔离模块时，可在接地装置方式或未接地装置方式下实际操作CPU/IM 153，如图所示15所显示。

图15 将非防护感应器联接到电气隔离AI
状况Ⅱ：将1非防护感应器联接到非防护模拟量输入模版。假如将非防护感应器联接到非隔离模块，请尽量在接地装置方式下实际操作CPU/IM 153，如图16所显示。

图16 将非防护感应器联接到非电气隔离AI
留意：不可将非防护二线制感应器/电阻器感应器联接到非防护模拟量输入键入!
D、模拟量输入輸出模版的联线及接地装置解决
针对模拟量输入輸出模版与负荷中间的联线，与模拟量输入键入的解决方式 相近，这儿不会再详解，仅得出相对应的图示及表明。
状况Ⅰ：将4线负荷联接到电气设备隔离模块的工作电压輸出。选用4线负荷电源电路可得到高些的精密度。对S-和S 感应器路线立即布线并联接到负荷。那样就可以立即精确测量和调整负荷工作电压。影响和工作电压骤降很有可能会在检验路线S-和数字集成电路MANA的参照控制回路同造成电势差。此电势差不可超出设置的限定值。一切超出限定值的电势差都是会对脉冲信号的精密度造成不好危害，如图所示17所显示。

图17 负荷到电气隔离模拟量输入plc模块工作电压輸出的4线制联接
状况Ⅱ：将2线制负荷布线到非隔离模块的工作电压輸出。将负荷联接到Qv接线端子和精确测量电源电路MANA的定位点，如图所示18所显示。在前射频连接器中，将接线端子S 互联到Qv，将接线端子S-互联到MANA；2线制电源电路不给予路线特性阻抗的赔偿。

图18 负荷到非防护模拟量输入控制模块工作电压輸出的2线制联接
状况Ⅲ：电流量型輸出。
◆ 将负荷联接到电气设备隔离模块的电流量輸出，如图所示19所显示。

图19 将负荷联接到电气隔离模拟量输入plc模块的电流量輸出
◆ 将负荷联接到非防护模拟量输入plc模块的电流量輸出，如图20所显示。

图20 将负荷联接到非电气隔离模拟量输入plc模块的电流量輸出
E、接地装置电缆线的规定
针对PLC系统，常见电缆线的电缆线径和走线规定以下：
规定I：应用恰当的输电线保证 电缆线径合适安装需要的电流量，开关电源和CPU的布线标准见表1
表1 开关电源和CPU的布线标准

前射频连接器的布线标准见表2
表2 前射频连接器的布线标准

规定Ⅱ：系统软件走线排序（髙压/开关电源/数据信号/数据信息电缆线），用独立的管路或独立的电缆线束来布线髙压、数据信号或手机充电线。数据信息电缆线和电缆线与别的电缆线的布局规定见表3。
表3 数据信息电缆线和电缆线与别的电缆线的布局规定

高压电缆线和别的电缆线的布局规定见表4
表4 高压电缆线和别的电缆线的布局规定

超过400V工作电压电缆线和别的电缆线的布局规定见表5
表4 超过400V工作电压电缆线和别的电缆线的布局规定
规定Ⅲ：全部接地线应尽量地短且应应用大电缆线径。比如：最少直徑为10mm2。维护电导体联接滑轨布线如图所示如21所显示。
图21 维护电导体联接滑轨联接平面图
具体安裝如图22所显示。

图22 当场安裝的滑轨接地装置
留意： 请自始至终保证 维护电导体和滑轨中间的低特性阻抗联接。可根据下列方式 做到此目地：应用低特性阻抗电缆线，尽量地减少该电缆线的长短，应用很大的触碰面积。