北京西门子授权PLC模块总代理

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行 业：电气 工控电器 DCS/PLC系统 

发布时间：2023-02-09

安装设计、电气连接设计的目的是指导、规范现场生产与施工，为系统安装、调试、维修提供帮助，从而提高系统的可靠性与标准化程度。

PLC的安装与连接设计，通常包括如下内容：

a.电气柜、操纵台(包括分线盒、走线槽、电缆夹等加工件)等安装部件的设计;

b.设备、电气控制柜、操纵台上的各电器元件的布置、安装位置以及安装方法设计;

c.设备的电气连接、连接图、插接件的布置、电缆布置等设计。

PLC的安装要求

PLC虽然是可靠性很高的工业控制装置，但作为计算机控制装置的一种，为了提高其工作可靠性，它对安装环境条件与使用仍然有一定的要求。特别是PLC的外部连线、电缆的布置对PLC的工作稳定性与可靠性有较大则影响，在设计阶段就必须予以重视。

①安装环境的基本要求 不同厂家生产的PLC，其安装环境的要求有所区别，归总体来说，PLC的安装都应遵循如下的共同原则。

a.安装必须牢固，避免在设备使用与运输过程中的跌落与振动。

b.安装有PLC的电气柜，应尽量避免布置在有强烈振动与冲击的场所(PLC对振动与冲击的要求见表5-14)。

c.避免在周围有腐蚀件气体、可燃气体的场所安装。

d.避免在周围有灰尘、导电粉尘、油污、烟雾的场所安装。

e.避免在高温、潮湿的场所或者低温的环境安装(PLC对温度与湿度的要求见表5-14)。

f.尽量避免PLC与高压电器设备(3000V以上)布置于同一电气柜内。

g.尽量避免PLC与容易产生干扰的电气设备布置于同一电气柜内，以及使用同一电源。在不可避免时，应采取必要的措施。

h.避免在周围有强磁场、强电场的场所安装PLC。

② 温度、湿度、振动、冲击的要求 PLC对使用环境的温度、温度、振动、冲击方面的基本要求一般如下。

a.温度，PLC使用时的环境温度一般应在0～55℃(保存时的温度为-20～70℃)，同时应防止在阳光直接照射的场合使用。

当环境温度无法满足以上要求时，应采取相应的措施，如在电气柜上安装空调等，保证PLC的环境温度在允许的范围。

b.湿度，PLC使用的环境相对湿度一般允许为20%～，应避免温度变化过快所造成的结露。

当环境湿度无法满足以上要求时，应采取安装自动装置等措施。特别是冬天，在供暖装置有可能出现停止的场合，应采取必要的措施，防止温度变化造成的结露。

c.振动，PLC对安装环境的振动有一定的要求，而且抗振动性能与PLC的型号(结构形式)与安装方式等因素有关。

在结构上，一般来说1/O点固定的一体化PLC，或是基本单元加扩展型PLC的基本单元，其抗振动的性能要优于模块化结构的PLC。在安装方式上，利用螺钉安装的PLC，其抗振动的性能要优于导轨安装的PLC。

通常情况下，利用螺钉安装的1/O点固定的一体化PLC，或是基本单元加扩展型PLC 的基本单元，允许的振动强度为19.6m/s²(2G)左右，采用导轨安装时为9.8m/s?(1G)左右。利用螺钉安装的模块化PLC，允许的振动强度为9.8m/s²(1G)左右，采用35mm 标准导轨安装时为4.9m/s²(0.5G)左右。

d.冲击，PLC对安装环境的冲击同样有一定的要求，而且冲击性能与安装方式等因素有关。通常情况下，利用螺钉安装的安装PLC，允许的冲击强度为15～30G(147～294m/s2)，采用导轨安装时为15G(147m/s²)左右。

在具有强烈振动与冲击的场合，应采取必要的防振措施。

对于SIEMENS公司生产的S7系列PLC，环境的具体要求如表5-14所示。

③安装空间的要求 PLC安装空间直接影响到PLC的散热。PLC对安装空间的一般要求如下。

a.PLC与其他电器间一般应保证垂直方向大于100mm、水平方向大于50mm的空间距离，并保证通风良好。

b.PLC与其他电器或者电气柜门间的前后空间距离，一般应保证在50mm以上，并保证通风良好。

c.在PLC的下部，应避免直接布置强发热元件(如加热器、变压器、能耗电阻等)。

d.尽量采用垂直安装的方式安装PLC，水平布置会直接影响PLC的散热。

e.PLC不应安装在电气柜的门、顶面、底面、侧面等部位。

f.必须保持PLC通风窗的畅通，在使用前一定要取下通风窗的保护纸。

    PLC的基本工作方式是顺序执行用户程序，每一时钟周期执行一条指令。对用户程序的执行一般有循环扫描和定时扫描两种，扫描过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段，如图1所示。

（1）输入采样阶段。PLC在输入采样阶段以扫描方式顺序读人所有输入端子的状态，存人输人寄存器，接着转入程序执行阶段。

（2）程序执行阶段。PLC在程序执行阶段中顺序对每条指令进行扫描。先从输人寄存器读人所有输入端子的状态。

（3）输出刷新阶段。所有指令执行完毕后，将输出寄存器中所有的输出状态送到输出电路，成为PLC的实际输出。

PLC执行完上述的三个阶段称为一个扫描周期。

PLC梯形图程序设计的常用方法——转换法
转换法：就是将继电器电路图转换成与原有功能相同的PLC内部的梯形图。这种等效转换是一种简便快捷的编程方法，其一，原继电控制系统经过长期使用和考验，已经被能完成系统要求的控制功能；其二，继电器电路图与PLC的梯形图在表示方法和分析方法上有很多相似之处，因此根据继电器电路图来设计梯形图简便快捷；其三，这种设计方法一般不需要改动控制面板，保持了原有系统的外部特性，操作人员不用改变长期形式的操作习惯。
（1） 基本方法。
根据继电器电路图来设计PLC的梯形图时，关键是要抓住它们的一一对应关系，即控制功能的对应、逻辑功能的对应以及继电器硬件元件和PLC软件元件的对应。
（2） 转换设计的步骤。
1） 了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理。
2） 确定PLC的输入信号和输出信号，画出PLC的外部接线图。
3） 确定PLC梯形图中的继电器（M）和定时器（T）的元件号。
4） 根据上述对应关系画出PLC的梯形图并进一步优化使梯形图既符合控制要求又具有合理性、条理性和可靠性。