一、問題背景
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。繼電器輸出型PLC的供電電源為AC220V,繼電器輸出型CPU模塊及電源模塊的電源接線部分,N接交流220V電源的零線,L接火線,同時接地點需可靠接地。接線圖如下:

圖1 交流輸入電源接線圖
當(dāng)接地點沒有接地或不可靠接地時,PLC的接線端子上可能會有交流110V左右的電壓。用電筆測會亮,摸上去會麻手,不過由于安全規(guī)定,這個漏電流不會超過人體承受極限,即一般不會危及人員的生命安全。
二、產(chǎn)生原因
在正航PLC交流電源型(繼電器輸出型)CPU內(nèi)部電源板上,有一個由串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電容器組成的低通濾波電路,即EMI濾波器。其作用是允許設(shè)備正常工作時的頻率信號進入設(shè)備,而對高頻的干擾信號有較大的阻礙作用。電路原理圖如下:

圖2 EMI濾波器結(jié)構(gòu)圖
采用EMI濾波器能有效地抑制電網(wǎng)中的干擾進入PLC,也可以抑制PLC內(nèi)部產(chǎn)生的干擾污染電網(wǎng)。電源的干擾有兩種,一種是共模干擾,一種是差模干擾。共模干擾是流入大地的電流,差模干擾是線與線之間的電流。為了抑制這些干擾污染就必須采用濾波電路,為了抑制共模干擾就需要在輸入的兩條線L,N線分別接上兩個電容到地。電容有一個很大的作用就是隔直通交,(一般的干擾都是高頻信號,可以近似的理解為交流信號)。如接地,則此部分干擾信號流入大地,達到濾波的作用。如未接地,人若接觸則流入人體。也就是我們所理解的漏電現(xiàn)象。此部分電壓為交流,一般高達110V左右,但漏電流較小。
三、解決方案
電源線是干擾傳入設(shè)備和傳出設(shè)備的主要途徑,通過電源線,電網(wǎng)的干擾可以傳入設(shè)備,干擾設(shè)備的正常工作,同樣設(shè)備產(chǎn)生的干擾也可能通過電源線傳到電網(wǎng)上,干擾其他設(shè)備的正常工作。為抑制這種干擾,需要在電源進線處加入EMI濾波器。EMI濾波器內(nèi)部通過電容把干擾引入大地,如果不可靠接地,就會“漏電”。
只要將PLC的接地點可靠接地,就可以解決這一問題。同時在國標(biāo)GB4943(信息技術(shù)設(shè)備的安全)中規(guī)定,相關(guān)的用電器(包括電源)必須接地。
四、總結(jié)
PLC的電源板質(zhì)量好,才會有“漏電”現(xiàn)象!奥╇姟闭f明PLC電源板上有EMI濾波器電路,可以抑制電源側(cè)這邊的干擾,保證PLC的可靠運行。但如果不接地的話,這些共模干擾就不能通過EMI濾波器電路引入大地,EMI濾波器電路就起不到抑制共模干擾的作用,所以PLC的接地線必須可靠接地。
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