PLC的供電系統可靠性設計
邁梓工控 / 2021-12-28
1．PLC電源設計
一般而言，PLC的基本電源一般有使用ACIOOV/240V與DC24V兩種類型。
當PLC采川ACIOOV/240V供電時，通常允許輸入電源電壓的波動范圍為-15%～+10%。如：選擇額定輸入電壓為AC100V時，通常允許輸入電壓的變化范圍為AC85～110V;選擇額定輸入電壓為AC240V時，允許的變化范圍為AC200—AC264V。PLC對外部交流電源的頻率要求較低，允許的頻率變化范圍通常為±3Hz，即選擇額定輸入頻率為50Hz時，允許輸入頻率的變化范圍為47～53Hz;選擇額定輸入頻率為60Hz時，允許變化范圍為57～63Hz。
當PLC使用DC24V電源時，一般允許輸入電壓的變化范圍為一l5%～+20%(即DC20.4～28.8V，如SIEMENS PLC)，部分PLC可以達到-35%—+30%（即DC15.6～31.2V，如三菱Q系列PLC）。與其他計算機控制系統相比，它對輸入電源的要求相對較低，通常容易滿足要求。
但為了保證PLC的正常工作，抑制線路干擾，對于交流AC100V/240V供電的PLC，原則上應在電源輸入回路加入隔離變壓器、浪涌吸收器或者采取穩壓措施。PLC輸入電源要與設備動力電源、交流控制回路電源、交流輸出電源分離配線，并具有獨立的保護回路與獨立的隔離變壓器。
對于直流DC24V供電的PLC，原則上應采用穩壓電源供電：至少應通過三相橋式整流、濾波后進行供電；一般不能使用僅通過單相橋式整流的直流電源直接對PLC進行供電。PLC輸入電源要與設備直流動力電源、直流控制回路電源、直流輸出電源分離配線，并具有獨立的保護回路，在系繞組成較復雜時，應使用獨立的穩壓電源單獨對PLC供電。
當系統采用模塊化結構時，電源模塊的容量應保證滿足PLC系統對電源容量的要求，電源模塊的額定輸出容量應大于系統中全部組成模塊所消耗的功率總和，并且留有20%～30%的余量。
2. 1/0裝置外部電源
I/O外部電源是指用于PLC源輸入模塊、PLC輸出模塊、輸入傳感器（如接近開關等）、輸出執行元件的電源。
用于PLC輸入信號的外部電源一般為DC24V。由于輸入信號的電壓波動可能直接影響到PLC輸入狀態的變化，故對其要求較高，原則上應采用穩壓電源供電；至少應通過三相橋式整流、濾波后進行供電；不能使用僅通過單相橋式整流的直流電源，以防止輸入信號采樣的錯誤。
用于PLC輸出信號的外部電源與PLC的輸出形式與負載要求有關，可以是交流，也可以是直流。特別在當采用繼電器接點輸出時，電源要求完全取決于負載。
通常情況下，PLC對輸出電源的要求要低于輸入電源。如：對于直流24V中間繼電器、電磁閥類負載，一般可以使用單相橋式整流的直流電源，但是，當PLC的輸出需要作為系統其他控制裝置：如CNC等）的輸入時，必須根據后者的要求選擇輸出電源。
3．PLC總供電系統
總供電系統的設計，必須根據控制對象的性質、技術要求、系統的組成情況、使用環境條件等進行具體分析，本章后述部分給出了PLC控制系統硬件設計實例，可以供讀者參考。
作為PLC總供電系統基本設計原則，應注意如下幾個方面：
①在系統中，與PLC有關的全部電源，均可以通過設備的總電源開關進行分斷，實現與電網的隔離。
②PLC作為系統主要的控制裝置，原則上應在設備總電源接通后，無須其他啟動操作，即可以立即投入工作，以便控制系統對控制對象實施有效的監控。
③對于同時使用基本單元與擴展單元的控制系統，擴展單元的電源應先于基本單元或同時接通，以便基本單元對擴展單元實施有效的監控。
④用于PLC輸入信號的外部電源，可以與PLC基本電源共用，但回路中必須安裝獨立的保護器件（如斷路器等）。
⑤當用于PLC輸入信號的外部電源獨立設置時，此電源應在設備總電源接通后，立即投入工怍，以便PLC通過輸入信號對設備的現行狀態實施有效的監控。
⑥用于PLC輸出信號的外部電源，可以與輸入電源共用或進行獨立設置。對于組成復雜、執行元件較多的控制系統，可根據需要設置多個電源。
⑦當PLC輸出使用公用外部電源時，應根據輸出對象的不同，分類設置多路保護（如斷路器等），且每一類輸出的電源接通次序應有所區別。設計應保證PLC的各類輸出電源的通斷，受強電控制回路“互鎖”條件的約束與控制。
⑧用于系統中的其他控制回路用電源，在電壓相同時（如DC24V控制回路），可以與PLC的輸入或輸出電源共用，但必須安裝有獨立的保護元件（如斷路器等）。
