PLC系统接线优化指南

PLC系统的接线主要包括电源接线、接地、I/O接线及对扩展单元接线等。

1.电源接线

PLC供电电源为50Hz、220（1±10%）V的交流电。FX系列PLC有DC 24V输出接线端，该接线端可为传感器（如光电开关或接近开关）提供DC 24V电源。FX系列PLC的外接电源端位于输出端子板左上角的两个接线端，使用直径为0.2cm的双绞线作为电源线。过强的噪声及电源电压波动过大都可能使FX系列PLC的CPU工作异常，以致引起整个控制系统瘫痪。为避免由此引起的事故发生，在电源接线时，需采取隔离变压器等有效措施，且用于FX系列PLC。I/O设备及电动设备的电源接线应分开连接。如果电源发生故障，中断时间少于10ms，PLC工作不受影响；若电源中断超过10ms或电源下降超过允许值，则PLC停止工作，所有的输出点均同时断开。当电源恢复时，若RUN输入接通，则操作自动进行。对于从电源线来的干扰，PLC本身具有足够的抵制能力。如果电源干扰特别严重，可以安装一个电压比为1∶1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。

另外，在进行电源接线时还要注意以下5点：

1）FX系列PLC必须在所有外部设备通电后才能开始工作。为保证这一点，可采取下面的措施：所有外部设备都上电后再将方式选择开关由“STOP”方式设置为“RUN”方式，将FX系列PLC编程设置为在外部设备未上电前不进行I/O操作。

2）当控制单元与其他单元相接时，各单元的电源线连接应能同时接通和断开。

3）当电源瞬间掉电时间小于10ms时，不影响PLC的正常工作。

4）为避免因失常而引起的系统瘫痪或发生无法补救的重大事故，应增加紧急停车电路。

5）当需要控制两个相反的动作时，应在PLC和控制设备之间加互锁电路。

使用无源触点的输入器件时，PLC内部DC24V电源通过输入器件向输入端提供每点7mA的电流。PLC上的24V接线端子还可以向外部传感器（如接近开关或光电开关）提供电流。24V端子作传感器电源时，COM端子是直流24V地端。如果采用扩展单元，则应将基本单元和扩展单元的24V端连接起来。另外，任何外部电源不能接到这个端子。如果发生过载现象，电压将自动跌落，该点输入对PLC不起作用。每种型号PLC的输入点数量是有规定的。对每一个尚未使用的输入点，它不耗电，因此在这种情况下，24V电源端子向外供电流的能力可以增加。

FX系列PLC的空位端子在任何情况下都不能使用。

电源干扰主要是通过供电线路的阻抗耦合产生的。电源是干扰进入PLC的主要途径之一，若有条件，则可对PLC采用单独的供电回路，以避免其他设备起停对PLC的干扰。在干扰较强或对可靠性要求很高的场合，可在PLC的交流电源输入端加接带屏蔽的隔离变压器和低通滤波器。隔离变压器可以抑制从电源线窜入的外来干扰，低通滤波器可以吸收掉电源中的大部分“毛刺”干扰。

动力部分、控制部分、PLC与I/O电源应分别配线，如图7-9所示。隔离变压器与PLC、I/O电源之间采用双绞线连接。系统的动力线应有足够截面积，以降低线路压降。

图7-9 动力部分、控制部分、PLC与I/O电源配线图

2.接地

良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地线与机器的接地端相接，基本单元接地。如果要用扩展单元，其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给PLC接上专用地线，接地点应与动力设备（如电动机）的接地点分开。若达不到这种要求，也必须做到与其他设备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能靠近PLC。在接地时要注意以下4点：

1）PLC的接地线应为专用接地线，其直径应在2mm以上。

2）接地电阻应小于100Ω。

3）PLC的接地线不能和其他设备共用，更不能将其接到一个建筑物的大型金属结构上。

4）PLC各单元的接地线相连。

3.控制单元输入端子接线

PLC一般接收行程开关、限位开关等输入的开关量信号。输入接线端子是PLC与外部传感器负载转换信号的端口。输入接线，一般指外部传感器与输入端口的接线。输入器件可以是任何无源的触点或集电极开路的NPN型晶体管。输入器件接通时，输入端接通，输入电路闭合，同时输入指示的发光二极管亮。输入端的一次电路与二次电路之间采用光耦合隔离。二次电路带RC滤波器，以防止由于输入触点抖动或从输入电路串入的电噪声引起PLC误动作。若在输入触点电路串联二极管，则串联二极管上的电压应小于4V。若使用带发光二极管的舌簧开关，则串联二极管的数目不能超过两只。

图7-10所示为三菱公司FX_2N-64MR型PLC基本单元端子排列图。X为输入端子，Y为输出端子。图7-10中输出部分有COM1、COM2…COM6，共6个公共点，构成6组输出，各组公共端间相互隔离。对共用一个公共端的同一组输出，必须用同一电压类型和同一电压等级，不同的公共端组可以使用不同的电压类型和电压等级。如Y000～Y003共用COM1、Y004～Y007共用COM2，Y000～Y003使用的电压可以是AC220V，Y004～Y007使用的电压可以是DC24V。这为不同电压类型和等级的负载驱动提供了方便。

图7-10 三菱公司FX_2N-64MR型PLC基本单元端子排列图

图7-11所示为三菱公司FX_2N-64MR型PLC输入信号接线图，输入端子和COM端子之间用无电压触点或集电极开路NPN型晶体管连接，就进入输入状态。这时表示输入的LED亮。

FX系列PLC的控制单元输入端子板为两头带螺钉的可拆卸板，外部开关设备与PLC之间的输入信号均通过输入端子进行连接。在进行输入端子接线时，应注意以下8点：

1）输入线尽可能远离输出线、高压线及电动机等干扰源。

图7-11 三菱公司FX_2N-64MR型PLC输入信号接线图

2）不能将输入设备连接到带“.”的端子上。

3）交流型PLC的内藏式直流电源输出可用于输入；直流型PLC的直流电源输出功率不够时，可使用外接电源。

4）切勿将外接电源加到交流型PLC内藏式直流电源的输出端子上。

5）切勿将用于输入的电源并联在一起，更不可将这些电源并联到其他电源上。

6）输入接线一般不要超过30m，但如果环境干扰较小、电压降不大，输入接线可适当长些。

7）I/O线不能用同一根电缆，I/O线要分开。(www.xing528.com)

8）PLC所能接收的脉冲信号的宽度应大于扫描周期的时间。

4.控制单元输出端子接线

1）PLC有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出3种形式。

2）输出端接线分为独立输出和公共输出。当PLC的输出继电器或晶闸管动作时，同一号码的两个输出端接通。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压；但在同一组中的输出，只能用同一类型、同一电压等级的电源。

3）由于PLC的输出器件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板，因此应用熔丝保护输出元件。

4）采用继电器输出时，承受的感性负载大小影响到继电器的工作寿命，因此继电器工作寿命要求长。

5）PLC的输出负载可能产生噪声干扰，因此要采取措施加以控制。

此外，对于能使用户造成伤害的危险负载，除了在控制程序中加以考虑之外，还应设计外部紧急停车电路，使得PLC发生故障时能将引起伤害的负载电源切断。交流输出线和直流输出线不要用同一个电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。

图7-12所示为三菱公司FX_2N系列PLC输出接线示意图，图中继电器KA1、KA2和接触器KM1、KM2线圈接AC 220V，电磁阀YV1、YV2接DC 24V，这样电磁阀与继电器、接触器便不能分在一组中。而继电器、接触器为相同电压类型和等级，可以分在一组，如果一组安排不下，可以分在两组或多组中，但这些组的公共点要连在一起。

FX系列PLC控制单元输出端子板为两头带螺钉的可拆卸板，PLC与输出设备之间的输出信号均通过输出端子进行连接。在进行输出端子接线时，应注意以下6点：

1）输出线尽可能远离高压线和动力线等干扰源。

2）不能将输出设备连接到带“.”的端子上。

图7-12 三菱公司FX_2N系列PLC输出接线示意图

3）各“COM”端均为独立的，故各输出端既可独立输出，又可采用公共并联输出。当各负载使用不同电压时，采用独立输出方式；而各个负载使用相同电压时，可采用公共输出方式。

4）当多个负载连到同一电源上时，应使用型号为AFP1803的短路片将它们的“COM”端短接起来。

5）输出端接感性负载时，需根据负载的不同情况接入相应的保护电路。在交流感性负载两端并联RC串联电路；在直流感性负载两端并联二极管保护电路；在带低电流负载的输出端并联一个泄放电阻以避免漏电流的干扰。以上保护器件应安装在距离负载50cm以内。

6）在PLC内部输出电路中没有熔丝，为防止因负载短路而造成输出短路，应在外部输出电路中安装熔断器或设计紧急停车电路。

上述接线的示意图，请参阅FX系列PLC的用户手册。

5.扩展单元接线

一台PLC的I/O点数不够时，还可将FX系列PLC的基本单元与其他扩展单元连接起来使用。具体配置视不同的机型而定，当要进行扩展配置时，请参阅相关的用户手册。

6.FX系列PLC的A/D、D/A转换单元接线

A/D、D/A转换单元连接时的注意事项：

（1）A/D转换模块

1）为防止输入信号上有电磁感应和噪声干扰，应使用两线双绞式屏蔽电缆；

2）建议将屏蔽电缆接到框架接地端；

3）若需将电压范围选择端短路，应直接在端子板上短接不要拉出引线短接；

4）应使主回路接线远离高压线；

5）应确保使用同一组电源线对控制单元和A/D转换单元进行供电。

（2）D/A转换模块

1）为防止输出信号上有电磁感应和噪声干扰，应使用两线双绞式屏蔽电缆；

2）建议将屏蔽电缆接到负载设备的接地端；

3）在同一通道上的电压输出和电流输出不能同时使用，没有使用的输出端子应开路；

4）应使主回路接线远离高压线；

5）应确保使用同一组电源线对控制单元和D/A转换单元进行供电。