安装与布线

3.1.2　安装与布线

1）PLC的安装

小型PLC外壳的4个角上均有安装孔，有两种安装方法：一种是用螺钉固定，不同的单元有不同的安装尺寸；另一种是用DIN（德国标准）导轨固定。模块式PLC将底板固定在控制柜上，叠装式一般用DIN导轨固定。

为了使控制系统工作可靠，通常把可编程控制器安装在有保护外壳的控制柜中，以防止灰尘、油污、水溅。当可编程控制器垂直安装时，要严防导线头、铁屑等从通风窗掉入可编程控制器内部，造成印制电路板短路，使其不能正常工作甚至永久损坏。

PLC应远离强干扰源，如大功率可控硅装置、高频焊机和大型动力设备等，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。与PLC装在同一个开关柜内的电感性元件，如继电器、接触器的线圈应并联RC消弧电路。

2）PLC控制系统的布线

（1）不同类型的信号由不同的电缆传输，信号电缆应按传输信号种类分层敷设；严禁用同一电缆内的不同导线同时传送动力电源和控制信号，避免信号线与动力电缆靠近平行敷设，以减少电磁干扰。

（2）信号传输线之间的相互干扰主要来自导线间分布电容、电感引起的电磁耦合。防止干扰的有效方法如下：

①首先，注意电缆的选择，应选用金属铠装屏蔽型的控制、信号电缆，它一方面减少了噪声干扰；另一方面也增强了电缆的机械强度。

②其次，电缆的敷设施工也是一项重要的工作，施工时应注意将动力电缆和控制电缆分开。

③同时注意尽量使PLC电源线、I/O电源线、输入信号线、输出信号线、交流线、直流线分别使用单独的电缆，且尽量分开布线；开关量信号线和模拟量信号线也应尽量分开布线。

输出线应尽量远离高压线和动力线，并避免并行。当交流和直流的输入和输出信号线不得不使用同一配线管时，直流输入、输出信号线要使用屏蔽电缆，并要将屏蔽层接地。

如果使用接线架，则各接线架之间至少相隔300mm。如图3.2所示敷设PLC的电源线和动力电缆（400V/10A或220V/20A以下）。如果I/O接线和动力电缆必须敷设在同一个电缆沟内，则必须用接地的薄钢板将它们相互屏蔽，如图3.3所示。

图3.2　PLC电源线和动力电缆的敷设

图3.3　在同一电缆沟内敷设I/O接线和动力电缆

④模拟量信号线应采用屏蔽电缆，并要将屏蔽层一端或两端接地。数字量信号线也要采用屏蔽电缆，并将屏蔽层两端接地。

⑤动力电缆、控制电缆以及PLC的电源线和I/O接线应分别配线，尤其是强电电缆和PLC的低压控制电缆在电缆沟或桥架内应尽可能分开敷设，否则强电干扰在PLC输入线上产生的感应电压和电流足以使PLC输入端作隔离用的光电耦合器中的发光二极管发光，使光电耦合器的隔离作用失效，PLC产生误动作。

在柜内，PLC应远离动力电缆（二者之间的距离应大于200mm）。I/O接线与控制电缆应分开走线，并保持一定的距离；如不得已要在同一线槽中布线，应使用屏蔽电缆。

⑥隔离变压器与PLC和I/O接线之间应采用双胶线连接。系统的动力电缆应足够粗，以降低大容量异步电动机启动时的线路压降。

⑦PLC控制变频器进行电动机变频调速时，PLC与变频器之间屏蔽线的屏蔽层要妥善接地。为防止PLC和变频器之间的控制信号线受空间电磁场的干扰，可在这些控制信号线的外层接屏蔽线，以提高系统的抗干扰能力。注意屏蔽的接地点只能选取一点，一般选在信号接收端即变频器一边，这样，可提高系统的抗干扰能力；如果屏蔽线两端都接地，会使屏蔽线上有电流流过，不但不能提高系统的抗干扰的能力，反而会加重外界对PLC的干扰。

⑧PLC的基本单元与扩展单元以及功能模块的连接电缆传送的信号电压低、频率高，很容易受到干扰，应单独敷设，不能与别的电缆敷设在同一管道内，以防止外界信号的干扰。

3）PLC的输入/输出接线配置

（1）PLC的输入接线配置

PLC的输入接线一般指外部传感器与PLC输入端口的接线。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。输入器件可以是任何无源的触点或集电极开路的NPN管。当输入器件接通时，输入端接通，输入线路闭合，同时指示输入的发光二极管亮。

由现场的按钮、限位开关、接近开关等外接电气部件提供的开关量信号，对电缆无严格要求，故可选用一般电缆。若信号传输较远，可选用屏蔽电缆；模拟信号线和高速信号线（如脉冲传感信号）应选用屏蔽电缆。

当模拟量输入信号距PLC较远时，应采用4～20mA或0～10mA的电流传输方式，而不是电压传输方式。传输模拟信号应采用屏蔽线，其屏蔽层应一端接地。

输入信号线应穿入专用电缆管或独立的线槽中敷设，专用电缆管或独立的线槽的敷设路径应尽量靠近地线或接地的金属导体。当信号线长度超过300m时，应采用中间继电器转接信号或使用PC的远程I/O模块。

若在输入触点电路中串联二极管，串联的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，串联的二极管的数目不能超过两只。另外，输入接线一般不要超过30m，但如果环境干扰较小，电压降不大时，可适当延长。

（2）PLC的输出接线配置

PLC有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种形式。输出端接线分为分割式（独立）输出、汇点式输出、分组式输出几种形式。分组式每一组有一个COM端，在不同输出COM端中，可采用不同类型和电压等级的输出电压；但用同一输出COM端或数个COM端串联的输出，只能用同一类型和电压等级的输出电压。

继电器输出模块的触点工作电压范围宽、导通压降小，与晶体管型和双向可控硅型模块相比，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但是动作速度较慢。当系统输出变化不很频繁时，一般选用继电器型输出模块。继电器型输出模块对电阻性负载、电感性负载和白炽灯的驱动能力有很大差异，如某模块的最大工作电压为AC 250V和DC 30V，可驱动2A的电阻性负载、80VA的电感性负载和100W白炽灯。

若采用PLC驱动交流接触器，应将额定电压AC 380V的交流接触器线圈改为AC 220V。如果负载要求的输出功率超过PLC的允许值，应设置外部继电器。PLC输出模块内的小型继电器的触点容量很小，断弧能力很差，不能直接用于DC 220V电路中，必须用PLC驱动外部继电器，再由外部继电器驱动DC 220V负载。选择外部继电器时，应仔细分析是用PLC来接通还是断开外部回路。断开直流电路要求容量较大的继电器触点，而接通同一直流电路可用容量较小的触点。