(精品)8-安全设计.ppt
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1、Date:1/29/2023File No.:SSP1_03C.1SIMATIC S7Siemens AG 2000.All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation第第8章章 PLC的安全设计与维护的安全设计与维护Date:1/29/2023File No.:SSP1_03C.2SIMATIC S7Siemens AG 2000.All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation8.1 硬件硬
2、件安全设计安全设计8.2 软件软件安全安全设计设计8.3 PLC的检查的检查8.4 PLC的维护的维护Date:1/29/2023File No.:SSP1_03C.3SIMATIC S7Siemens AG 2000.All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation8.1 硬件安全硬件安全设计设计 可可编编程程序序控控制制器器是是一一个个故故障障率率极极低低、安安装装十十分分方方便便的的控控制制器器。和和其其它它设设备备一一详详,可可编编程程序序控控制制器器也也需需要要正正确确地地安安装装,
3、经经常常进进行行检检查查和和科科学学地地维维护护。下下面面以以S7-200可可编编程程序序控控制制器器为为例例,说说明明可可编编程程序序控控制制器器的的安安装装、检检查查和和维维护护。当当然然本本章章所所述述的的内内容容对对大大多多数数PLC都有一定的指导意义。都有一定的指导意义。1.1.PLCPLC的的安装安装 应应该该注注意意的的是是,安安装装和和拆拆卸卸可可编编程程序序控控制制器器的的各各种种模模块块和和相相关关设设备备时时,必必须须首首先先切切断断电电源源。如如果果没没有有做做到到这这一一点点,可可能能会会导导致致设设备的损坏和人身安全受到伤害。备的损坏和人身安全受到伤害。(1)PLC
4、PLC安装的一般性指导安装的一般性指导 在在对对PLC接接线线时时要要确确保保所所有有的的电电器器符符合合国国家家和和地地区区的的电电气气标标准准。及及时同地区的权威保持联系,以确定哪些标准符合你的特殊需要时同地区的权威保持联系,以确定哪些标准符合你的特殊需要。要正确地使用导线。要正确地使用导线。S7-200S7-200模块采用的是模块采用的是l.50mml.50mm2 2 0.50mm 0.50mm2 2的导线的导线 不要将连接器的螺钉拧得过紧,最大的扭矩不要超过不要将连接器的螺钉拧得过紧,最大的扭矩不要超过0.360.36NmNm。尽尽量量使使用用短短导导线线(最最长长500500米米屏屏
5、蔽蔽线线,或或300300米米非非屏屏蔽蔽线线),导导线线要要尽量成对使用,用一根中性或公共导线与一根热线或信号线相配对。尽量成对使用,用一根中性或公共导线与一根热线或信号线相配对。Date:1/29/2023File No.:SSP1_03C.4SIMATIC S7Siemens AG 2000.All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation 将交流线和大电流快速开关的直流线与小电流的信号线隔开。将交流线和大电流快速开关的直流线与小电流的信号线隔开。正确地识别和划分正确地识别和划分S720
6、0模块的接线端子,并在线端留缓冲线圈模块的接线端子,并在线端留缓冲线圈 针对闪电式浪涌,安装合适的浪涌抑制设备。针对闪电式浪涌,安装合适的浪涌抑制设备。外外部部电电源源不不要要与与DC输输出出点点并并联联用用作作输输出出负负载载,这这可可能能导导致致反反向向电电流冲击输出,除非在安装时使用二极管或其它隔离栅。流冲击输出,除非在安装时使用二极管或其它隔离栅。控控制制设设备备在在不不安安全全条条件件下下可可能能会会失失灵灵,导导致致被被控控制制设设备备的的误误操操作作。这这样样的的误误动动作作会会导导致致严严重重的的人人身身伤伤害害和和严严重重损损坏坏设设备备。可可以以考考虑虑使使用用独独立立于于
7、可可编编程程序序控控制制器器的的紧紧急急停停机机功功能能,机机电电过过载载保保护护设设备备,或或其它冗余保护。其它冗余保护。(2 2)使用隔离电路时的接地与电路参考点指南使用隔离电路时的接地与电路参考点指南 1)使用隔离电路时的接地与电路参考点应遵循以下几点:)使用隔离电路时的接地与电路参考点应遵循以下几点:应应该该为为每每一一个个安安装装电电路路选选一一个个参参考考点点(0 0V V),这这些些不不同同的的参参考考点点可可能能会会连连在在一一起起,这这种种连连接接可可能能会会导导致致预预想想不不到到的的电电流流,它它们们会会导导致致逻逻辑辑错错误误或或损损坏坏电电路路。产产生生不不同同参参考
8、考电电势势的的原原因因,经经常常是是由由于于接接地地点点在在物物理理区区域域上上被被分分隔隔的的太太远远。当当相相距距很很远远的的设设备备被被通通讯讯电电缆缆或或传传感感器器连连接接起起来来的的时时候候,由由电电缆缆线线和和地地之之间间产产生生的的电电流流就就会会流流经经整整个个电电路路。即即使使在在很很短短的的距距离离内内,大大型型设设备备的的负负载载电电流流也也可可以以在在其其与与地地电电势势之之间间产产生生变变化化,或或者者通通过过电电磁磁作作用用直直接接产产生生不不可可预预知知的的电电流流。那那些些不不正正确确选选定定参参考考点点的的电电源源,相相互互之之间间的的电电路路中中有有可可能
9、能产产生生毁毁灭灭性的电流,以致破坏设备。性的电流,以致破坏设备。Date:1/29/2023File No.:SSP1_03C.5SIMATIC S7Siemens AG 2000.All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation 当当把把几几个个具具有有不不同同地地电电位位的的CPU连连到到一一个个PPI网网络络时时,应应该该采采用用隔隔离的离的RS485中继器。中继器。PLC产产品品已已在在特特定定点点上上安安装装了了隔隔离离元元件件,以以防防止止安安装装中中所所不不期期望望的的电电流流
10、产产生生。当当你你打打算算安安装装时时,应应考考虑虑到到哪哪些些地地方方有有这这些些隔隔离离元元件件,哪哪些些地地方方没没有有。同同时时你你也也应应考考虑虑到到相相关关电电源源之之间间的的隔隔离离以以及及其其它它设设备的隔离,还有相关电源的参考点都在什么地方。备的隔离,还有相关电源的参考点都在什么地方。你你最最好好选选择择一一个个接接地地参参考考点点,并并且且用用隔隔离离元元件件来来破破坏坏可可能能产产生生不不可可预预知知电电流流的的无无用用的的电电流流回回路路。请请记记住住在在暂暂时时性性连连接接中中可可能能引引入入新新的的电路参考点,比如说编程设备与电路参考点,比如说编程设备与CPU连接的
11、时候。连接的时候。在在现现场场接接地地时时,一一定定要要随随时时注注意意接接地地的的安安全全性性,并并且且要要正正确确地地操操作作隔离保护设备。隔离保护设备。在在大大部部分分的的安安装装中中,如如果果把把传传感感器器的的供供电电M端端子子接接到到地地上上可可以以获获得得最佳的噪声抑制。最佳的噪声抑制。上上面面是是概概述述的的PLC的的隔隔离离特特性性,某某些些特特性性对对于于特特殊殊产产品品可可能能会会有有所所不不同同。请请参参考考相相应应的的PLC系系统统手手册册,从从中中可可以以查查到到相相应应的的产产品品的的电电路路中中包包含含哪哪些些隔隔离离元元件件及及它它们们的的隔隔离离级级别别。级
12、级别别小小于于1500V AC的的隔离元件只能用作功能隔离,而不能用作安全隔离层。隔离元件只能用作功能隔离,而不能用作安全隔离层。Date:1/29/2023File No.:SSP1_03C.6SIMATIC S7Siemens AG 2000.All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation2)S7-300的隔离特性的隔离特性 CPUCPU逻辑参考点与逻辑参考点与DCDC传感器提供的传感器提供的M M点类似。点类似。CPUCPU逻辑参考点与采用逻辑参考点与采用DCDC电源供电的电源供电的C
13、PUCPU输入电源提供的输入电源提供的M M点类似。点类似。CPUCPU通讯端口与通讯端口与CPUCPU逻辑口逻辑口(DPDP口除外口除外),具有同样的参考点。,具有同样的参考点。模模拟拟输输入入及及输输出出与与CPUCPU逻逻辑辑不不隔隔离离,模模拟拟输输入入采采用用差差动动输输入入并并提提供供低压公共模式的滤波电路。低压公共模式的滤波电路。逻辑电路与地之间的隔离为逻辑电路与地之间的隔离为 500 500V ACV AC。DC DC数字输入和输出与数字输入和输出与CPUCPU逻辑之间的隔离为逻辑之间的隔离为 500 500V ACV AC。DC DC数字数字 I IO O组的点之间隔离为组的
14、点之间隔离为 500 500V ACV AC。继电器输出、继电器输出、ACAC输出和输入与输出和输入与CPUCPU逻辑之间的隔离为逻辑之间的隔离为15001500VACVAC。继电器输出组的点之间隔离为继电器输出组的点之间隔离为15001500V ACV AC。AC AC电源线和零线与地、电源线和零线与地、CPUCPU逻辑以及所有的逻辑以及所有的I IO O之间的隔离为之间的隔离为15001500V V ACAC。Date:1/29/2023File No.:SSP1_03C.7SIMATIC S7Siemens AG 2000.All rights reserved.Information
15、and Training CenterKnowledge for Automation2 电源的安装电源的安装(1)交流输入交流输入PLC安装指南安装指南下列条目是下列条目是 AC交流接线安装时的一般性指南。交流接线安装时的一般性指南。用用一一个个单单刀刀开开关关将将电电源源与与CPU、所所有有的的输输入入电电路路和和输输出出(负负载载)电路隔离。电路隔离。用用一一台台过过流流保保护护设设备备以以保保护护CPU的的电电源源、输输出出点点以以及及输输入入点点。也也可以为每个输出点加上保险丝进行范围更广的保护。可以为每个输出点加上保险丝进行范围更广的保护。当当使使用用 Micro PLC 24V
16、DC传传感感器器电电源源时时,可可以以取取消消输输入入点点的的外外部部过流保护,因为该传感器电源具有短路保护功能。过流保护,因为该传感器电源具有短路保护功能。将将S7300的的所所有有地地线线端端子子和和最最近近接接地地点点相相连连接接,以以获获得得最最好好的的抗抗干干扰扰能能力力。建建议议所所有有都都使使用用1.50mm2的的电电线线连连接接到到独独立立导导电电点点上上(亦称一点接地)。(亦称一点接地)。本本机机单单元元的的直直流流传传感感器器电电源源可可用用作作为为本本机机单单元元的的输输入入和和扩扩展展DC输输入以及扩展继电器线圈供电,这一传感器电源具有短路保护功能入以及扩展继电器线圈供
17、电,这一传感器电源具有短路保护功能 在在大大部部分分的的安安装装中中,如如果果把把传传感感器器的的供供电电M端端子子接接到到地地上上可可以以获获得最佳的噪声抑制。得最佳的噪声抑制。Date:1/29/2023File No.:SSP1_03C.8SIMATIC S7Siemens AG 2000.All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation(2)直流输入直流输入PLC安装指南安装指南下列条目是下列条目是DC隔离安装接线的一般性指南。隔离安装接线的一般性指南。用用一一个个单单刀刀开开关关将将
18、电电源源同同CPU、所所有有的的输输入入电电路路和和输输出出(负负载载)电电路隔离开。路隔离开。用用过过流流保保护护设设备备以以保保护护CPU电电源源,输输出出点点,以以及及输输入入点点。也也可可以以在在每每个个输输出出点点加加上上保保险险丝丝进进行行过过流流防防护护。使使用用Micro 24V DC传传感感器器电电源源时时,可可以以取取消消输输入入点点的的外外部部过过流流保保护护,因因为为传传感感器器电电源源内内部部具具有限流功能。有限流功能。确确保保DC电电源源有有足足够够的的抗抗冲冲击击能能力力,以以保保证证在在负负载载突突变变时时,可可以以维维持一个稳定的电压,这时需要一个外部电容。持
19、一个稳定的电压,这时需要一个外部电容。在在大大部部分分的的应应用用中中,把把所所有有的的DC电电源源接接到到地地可可以以得得到到最最佳佳的的噪噪声声抑抑制制。在在未未接接地地DC电电源源的的公公共共端端与与保保护护地地之之间间接接以以电电阻阻与与电电容容并并联联电电路路。电电阻阻提提供供了了静静电电释释放放通通路路,电电容容提提供供高高频频噪噪声声 通通路路,它它们的典型值是们的典型值是 IM 和和 4700pF。将将S7200所所有有的的接接地地端端子子同同最最近近接接地地点点连连接接,以以获获得得最最好好的的抗抗干干扰扰能能力力。建建议议所所有有的的接接地地端端子子都都使使用用1.5mm2
20、的的导导线线连连接接到到独独立立导导电点上(亦称一点接地)。电点上(亦称一点接地)。24V DC电电源源回回路路与与设设备备之之间间,以以及及120/230VAC电电源源与与危危险险环环境境之之间,必须提供安全电气隔离。间,必须提供安全电气隔离。Date:1/29/2023File No.:SSP1_03C.9SIMATIC S7Siemens AG 2000.All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation3 抑制电路的使用抑制电路的使用(1)抑制电路使用的一般性指导抑制电路使用的一般性指导
21、在在感感性性负负载载中中要要加加入入抑抑制制电电路路,以以抑抑制制在在关关闭闭电电源源时时电电压压的的升升高高。可可以以采采用用下下面面的的方方法法来来设设计计具具体体的的抑抑制制电电路路。设设计计的的有有效效性性取取决决于于实实际际的的应应用用,因因此此必必调调整整参参数数以以适适应应具具体体的的应应用用。要要保保护护所所有有的的器器件件参数与实际应用相符合。参数与实际应用相符合。(2)直流晶体管输出模块的保护直流晶体管输出模块的保护S7-200直直流流晶晶体体管管输输出出内内部部包包含含了了能能适适应应多多种种安安装装的的齐齐纳纳二二极极管管,对对于于大大电电感感或或频频繁繁开开关关的的感
22、感性性负负载载还还可可以以使使用用外外部部抑抑制制二二极极管管来来防防止止击穿内部二极管。击穿内部二极管。也也可可以以采采用用外外接接齐齐纳纳二二极极管管组组成成抑抑制制电电路路。若若外外加加直直流流电电压压为为24V,则选用的齐纳二极管的击穿电压宜选择在则选用的齐纳二极管的击穿电压宜选择在8.2V,功率为功率为5W。这这样样当当晶晶体体管管由由导导通通变变为为截截止止时时,由由于于续续流流二二极极管管为为电电感感能能量量的的释释放放提提供供了了电电流流通通道道,故故在在电电感感两两端端不不会会形形成成高高压压。对对于于含含齐齐纳纳二二极极管管的的抑抑制制电电路路,由由于于齐齐纳纳二二极极管管
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- 精品 安全 设计
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