PLC的供电系统设计技术方法

    供电系统设计是指PLC的CPU电源、I/O模板工作电源及控制系统完整的供电系统设计。那么如何设计一个有高效的PLC供电系统来提高PLC控制系统的可靠性呢？下面艾特贸易网将作进一步的讲解：    1．系统供电电源设计    系统供电电源设计包括供电系统的一般性保护措施，PLC电源模板的选择和典型供电电源系统的设计。在PLC供电系统中一般可采取隔离变压器、UPS电源、双路供电等措施。    (1)隔离变压器的供电系统    如图7-10所示为使用隔离变压器的供电系统图，PLC和I/O系统分别由各自的隔离变压器供电，并与主电路电源分开。这样当某一部分电源出现故障，不会影响其他部分，当输入、输出供电中断时PLC仍能继续供电，提高了供电的可靠性。
    图7-10    使用隔离变压器的供电系统图    (2) UPS供电系统    不间断电源UPS是计算机的有效保护配置，当输入交流电断电时，UPS能自动切换到输出状态继续向控制器供电。图7-11所示是UPS的供电系统图，根据UPS的容量在交流电断电后可继续向PLC供电10～30min。对于非长时间停电的系统，其效果比较显著。
    图7-11    UPS供电系统图    (3)双路供电系统    为了提高供电系统的可靠性，交流供电最好采用双路，其电源应分别来自两个不同的变电站。当一路供电出现故障时，能自动切换到另一路供电。双路供电系统图如图7-12所示。KV为欠电压继电器，若先合A开关，KV-A线圈得电，铁心吸合，其动断触点KV-A断开B路，这样完成A路供电控制，然后合上B开关，而B路此时处于备用状态。当A路电压降低到整定值时，KV-A欠电压继电器铁心释放，KV-A的动断触点闭合，则B路开始供电，与此同时KV-B线圈得电，铁心吸合，其动断触点KV-B断开A路，完成A路到B路的切换。
    图7-12    双路供电系统图    2．I/O模板供电电源设计    I/O模板供电电源设计是指系统中传感器、执行机构、各种负载与I/O模板之间的供电电源设计。在实际应用中，普遍使用的I/O模板基本上是采用24V直流供电电源和220V交流供电电源。这里主要介绍这两种供电情况下数字量I/O模板的供电设计。    (1) 24V直流I/O模板的供电设计    PLC控制系统中，广泛地使用24V直流I/O模板。对于工业过程来说，输入信号来自各种接近开关、按钮、拨码开关、接触器的辅助触点等；输出信号则控制继电器线圈、接触器线圈，电磁阀线圈、伺服阀线圈、显示灯等。要使系统可靠地工作，I/O模板和现场传感器、负载之间的供电设计必须安全可靠，这是控制系统能够实现所要完成的控制任务的基础。    24V直流I/O模板的一般供电设计如图7-13所示。图7-13中给出了主机电源中输入／输出模板各一块，以及扩展单元中输入／输出模板各一块的情况。对于包括多个单元在内的多个输入／输出模板的情况也与此相同。图7-13中的220V交流电源可来自交流稳压器输出，该电源经24V直流稳压电源后为I/O模板供电。为防止检测开关和负载的频繁动作影响稳压电源工作，在24V直流稳压电源输出端并接一个电解电容。开关Q1控制DO模板供电电源；开关Q2控制DI模板供电电源，I/O模板供电电源设计比较简单，一般只需注意以下几点。
    图7-13    24V直流I/O模板的一般供电设计    ·I/O模板供电电源是指与工业控制过程现场直接相连的PLC系统的I/O模板的    工作电源。它主要是依据现场传感器和执行机构（负载）实际情况而定，这部    分工作情况并不影响PLC的CPU工作。    ·24V直流稳压电源的容量选择主要是根据输入模板的输入信号为“1”时的输    入电流和输出模板的输出信号为“1”时负载的工作电流而定。在计算时应考    虑所有输入／输出点同时为“1”的情况，并留有一定裕量。    ·开关Q1和开关Q2分别控制输出模板和输入模板供电电源。在系统启动时，    应首先启动PLC的CPU，然后再合上输入开关Q2和输出开关Q1。当现场输    入设备或执行机构发生故障时，可立即关掉开关Q1和开关Q2。    (2) 220V交流I/O模板的供电设计    对于实际工业过程，除了24V直流模板外，还广泛地使用220V交流I/O模板，所以有必要强调一下220V交流I/O模板的供电设计。    在前面24V直流I/O模板供电设计的基础上，只要去掉24V直流稳压电源，并将图7-13中的直流24V输入／输出模板换成交流220V输入／输出模板，就实现了220V交流I/O模板的供电设计，如图7-14所示。
    图7-14    220V交流I/O模板的供电设计    图7-14中给出的是在一个主机单元中，输入／输出模板各一块的情况，交流220V电源可直接取自整个供电系统的交流稳压器的输出端，对于包括扩展单元的多块输入／输出模板与此完全相同。要注意的是在交流稳压器的设计时要增加相应的容量。