一、問(wèn)題背景
上海正航電子科技有限公司目前提供的PLC按輸出類型分可分為繼電器輸出型和晶體管輸出型。繼電器輸出的供電電壓為市電交流220V,晶體管輸出的供電電源為直流24V。在使用中客戶經(jīng)常會(huì)用開(kāi)關(guān)電源為晶體管輸出的PLC提供24V電源,但是為PLC供電的開(kāi)關(guān)電源除了給PLC供電外,還可能會(huì)給一些接觸器,電磁閥供電。由于PLC供電電源電路中存在感性元器件,感性元器件由于反向電動(dòng)勢(shì)的原因會(huì)對(duì)PLC的24V帶來(lái)沖擊,從而導(dǎo)致PLC的損壞。因此,需要在PLC供電電源外部加接一些保護(hù)電路,以避免PLC的損壞。
二、產(chǎn)生原因
如下圖所示,電磁閥線圈和接觸器線圈等是感性負(fù)載,當(dāng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí),內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較大的反電動(dòng)勢(shì),沖擊電源系統(tǒng)。

圖1 反電動(dòng)勢(shì)示意圖
正航公司工程師曾到出現(xiàn)故障的客戶現(xiàn)場(chǎng)用示波器測(cè)量了其24V電源系統(tǒng),結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)電磁閥動(dòng)作時(shí),24V電源系統(tǒng)受到非常大的沖擊,如下圖所示:

圖2 客戶現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量沖擊電壓圖
電磁閥在開(kāi)關(guān)的時(shí)候,產(chǎn)生較大的反電動(dòng)勢(shì),對(duì)開(kāi)關(guān)電源和PLC造成沖擊。因PLC電源板設(shè)計(jì)耐壓為60V(額定輸出電壓為24V),當(dāng)其電源受到大于60V的電壓反復(fù)沖擊后,有可能損壞。
三、解決方案
在感性負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管,可以降低感性負(fù)載對(duì)供電電路的干擾,我們做過(guò)實(shí)驗(yàn),在電磁閥線圈側(cè)并聯(lián)一個(gè)快速開(kāi)關(guān)二極管(型號(hào)為1N5819),結(jié)果發(fā)現(xiàn)干擾得到了完全的抑制。如下圖:

圖3-1未接二極管

圖3-2 加并聯(lián)二極管
續(xù)流二極管反并聯(lián)在感性負(fù)載兩端,接入方向正好和反向電動(dòng)勢(shì)方向一致,反向電勢(shì)可以通過(guò)續(xù)流二極管以電流的形式中和掉,從而抑制了感性負(fù)載的干擾。
四、總結(jié)
我們建議客戶在現(xiàn)場(chǎng)有感性負(fù)載的情況下,使用正航公司的晶體管輸出型PLC時(shí)按下圖布線:

圖4 建議布線圖
1、 在開(kāi)關(guān)電源DC24V輸出端上接一個(gè)1N5819續(xù)流二極管(二極管反向跨接在24V正負(fù)極之間),用來(lái)減少感性器件對(duì)PLC的沖擊。
2、 使用隔離變壓器等對(duì)進(jìn)開(kāi)關(guān)電源的AC220V電源隔離。盡量不要使用從AC380V某一相拉出來(lái)的220V電源。如果現(xiàn)場(chǎng)存在大電機(jī)、大功率變頻器等,盡量與這些設(shè)備使用不同路的電源。
3、模塊的24V電源從PLC的CPU單元上取電,而不是直接從開(kāi)關(guān)電源取電,保證模塊電源的穩(wěn)定
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