1.3　S7-200可編程控制器的安裝與接線

1.3.1　PLC的安裝與拆卸

（1）PLC的安裝

①安裝環(huán)境條件。PLC是為適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場而設(shè)計的，為了保證工作的可靠性，延長PLC的使用壽命，安裝時要注意以下周圍環(huán)境條件：環(huán)境溫度在0～55℃范圍內(nèi)；相對濕度在35%～85%范圍內(nèi)（無結(jié)霜）；周圍無易燃或腐蝕性氣體、過量的灰塵和金屬顆粒；避免過度的振動和沖擊；避免太陽光的直射和水的濺射。

②安裝面板布置。S7-200 PLC既可以安裝在控制柜背板上，也可以安裝在標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌上，既可以水平安裝，也可以垂直安裝。利用總線連接電纜，把CPU模塊和擴展模塊連接在一起。當(dāng)要連接的擴展模塊較多時，可將模塊安裝成兩排，如圖1-5所示。

S7-200 PLC安裝在標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌和面板上的尺寸如圖1-6所示。

③安裝S7-200 PLC的空間要求。所有的電氣產(chǎn)品在最大負荷以及極限環(huán)境溫度下連續(xù)工作，都會減少它們的使用壽命。因此S7-200 CPU和擴展模塊采用自然對流散熱方式，在每個單元的上方和下方都必須留有25mm（lin）的空間，以便于正常的散熱。如果垂直安裝，CPU應(yīng)該安裝在其他模塊的下方，如果要安裝在垂直導(dǎo)軌上，應(yīng)該使用DIN導(dǎo)軌固定端子。板間深度保持75mm，并留出足夠的空間以便容納I/O線以及通信電纜，如圖1-7所示。

④S7-200PLC及擴展單元的安裝。

a.控制柜背板安裝。按照PLC的尺寸進行定位，鉆安裝孔，用合適的螺釘將模塊固定在背后板上。若使用了擴展模塊，將擴展模塊的扁平電纜連到前蓋下面的擴展口。如果系統(tǒng)處于高振動環(huán)境中，使用背板安裝方式可以得到較高的振動保護等級。

b. DIN導(dǎo)軌安裝。打開模塊底部的DIN夾子，將模塊背部卡在DIN導(dǎo)軌上，合上DIN夾子。仔細檢查模塊上DIN夾子與DIN導(dǎo)軌是否緊密固定好，如果使用了擴展模塊，應(yīng)放在CPU模塊的右側(cè)，固定好各模塊后將擴展模塊的扁平電纜連到前蓋下面的擴展口。當(dāng)S7-200的使用環(huán)境振動比較大或采用垂直安裝方式時，應(yīng)該使用DIN導(dǎo)軌擋塊。

（2）PLC的拆卸

①拆卸CPU或擴展模塊。拆卸前先拆除S7-200的電源，再拆除模塊上的所有連線和電纜，如果有其他擴展模塊連接在所拆卸的模塊上，請打開前蓋，拔掉相鄰模塊的擴展扁平電纜，拆掉安裝螺釘或者打開DIN夾子，最后拆下模塊。

②端子排的安裝與拆卸。為了安裝和替換模塊方便，大多數(shù)的S7-200模塊都有可拆卸的端子排。

在拆卸端子排時，打開端子排安裝位置的上蓋，以便可以接近端子排。把螺絲刀插入端子塊中央的槽口中，用力下壓并撬出端子排，如圖1-8所示。端子排在安裝時，打開端子排的上蓋，確保模塊上的指針與端子排邊緣的小孔對正，將端子排向下壓入模塊，保證端子塊對準(zhǔn)了位置并鎖住。

（3）PLC安裝拆卸注意事項

①在安裝和拆卸PLC之前，要保證該設(shè)備的供電已被切斷。同樣，也要確保與該設(shè)備相關(guān)聯(lián)的設(shè)備的供電已被切斷，避免人身傷害或設(shè)備損壞。

②將S7-200與發(fā)熱裝置、高電壓和電子噪聲隔離開。

③為接線和散熱留出適當(dāng)?shù)目臻g。

④切勿將導(dǎo)線頭、金屬屑等雜物落入機體內(nèi)。

1.3.2　PLC接線

（1）接線的要求　在設(shè)計S7-200 PLC的接線時，應(yīng)該提供一個單獨的開關(guān)，能夠同時切斷S7-200 CPU、輸入電路和輸出電路的所有供電，并提供熔斷器或斷路器等過流保護裝置來限制供電線路中的電流。當(dāng)輸入電路由一個外部電源供電時，要在電路中添加過流保護器件；每一輸出電路都可以使用熔斷器或其他限流設(shè)備作為額外的保護。

在進行I/O接線時，采用0.5～1.5mm²的導(dǎo)線，I/O線與動力線、電源線應(yīng)分開布線，并保持一定的距離，如需在一個線槽中布線時，須使用屏蔽電纜；I/O線的距離一般不超過300m；交流線與直流線，輸入線與輸出線應(yīng)分別使用不同的電纜；數(shù)字量和模擬量I/O應(yīng)分開走線，傳送模擬量I/O線應(yīng)使用屏蔽線，且屏蔽層應(yīng)一端接地。接線時導(dǎo)線應(yīng)盡量短并且保證線徑能夠滿足電流要求，端子排合適的線徑為0.3～2mm²，使用屏蔽電纜可以獲得最佳的抗電子噪聲特性。干擾比較嚴(yán)重時應(yīng)設(shè)置浪涌抑制設(shè)備。

進行PLC的CPU單元與各擴展單元的接線時，應(yīng)先斷開電源，將扁平電纜的一端插入對應(yīng)的插口即可。PLC的CPU單元與各擴展單元之間電纜傳送的信號小，頻率高，易受干擾，所以不能與其他連線敷設(shè)在同一線槽內(nèi)。

（2）S7-200接地　良好的接地是抑制噪聲干擾和電壓沖擊，保證PLC可靠工作的重要條件，在實際的應(yīng)用中，應(yīng)該確保S7-200及其相關(guān)設(shè)備的所有接地點在一點接地，這個單獨的接地點應(yīng)該直接連接到系統(tǒng)地上，將直流電源的公共點連接到同一個單一接地點上，將24V DC傳感器供電的公共點（M）接地可以提高抗電子噪聲的能力。

所有的接地線應(yīng)該盡量短并且用較粗的線徑（2mm²），當(dāng)選擇接地點時，使接地點盡量靠近PLC。

（3）電源接線　給S7-200的CPU供電，有直流供電和交流供電兩種。CPU模塊的接線方式如圖1-9所示。

PLC的工作電源有120V/230V單相交流電源和24V直流電源，系統(tǒng)的大多數(shù)干擾往往通過電源進入PLC，在干擾強或可靠性要求高的場合，動力部分、控制部分、PLC自身電源及I/O回路的電源應(yīng)分開配線，用帶屏蔽層的隔離變壓器給PLC供電。隔離變壓器的一次側(cè)最好接380V，這樣可以避免接地電流的干擾。輸入用的外接電流電源最好采用穩(wěn)壓電源，因為整流濾波電源有較大的波紋，容易引起誤動作。

①交流電源系統(tǒng)接線。如圖1-10所示。［a］用一個單極開關(guān)將電源與CPU所有的輸入電路和輸出（負載）電路隔開。［b］用一臺過流保護設(shè)備保護CPU的電源輸出點以及輸入點，也可以為每個輸出點加上熔絲。［c］當(dāng)使用Micro PLC 24V DC傳感器電源時可以取消輸入點的外部過流保護，因為該傳感器電源具有短路保護功能。［d］將S7-200的所有地線端子同最近接地點相連接以提高抗干擾能力，所有的接地端子都使用1.5mm²的電線連接到獨立接地點上。［e］本機單元的直流傳感器電源要用來為本機單元的直流輸入。［f］DC輸入擴展模塊，以及［g］輸出擴展模塊供電，傳感器電源具有短路保護功能。［h］在安裝中如把傳感器的供電M端子接到地上可以抑制噪聲。

②直流電源系統(tǒng)接線。如圖1-11所示，［a］用一個單極開關(guān)，將電源同CPU所有的輸入電路和輸出（負載）電路隔開。［b］用過流保護設(shè)備來保護CPU電源、［c］輸出點，以及［d］輸入點，或在每個輸出點加上熔絲進行過流保護。當(dāng)使用Micro PLC 24V DC傳感器時，不用輸入點的外部過流保護，因為傳感器電源內(nèi)部具有限流功能。［e］用外部電容來保證在負載突變時得到一個穩(wěn)定的直流電壓。［f］在應(yīng)用中把所有的DC電源接地或浮地（即把全機浮空，整個系統(tǒng)與大地的絕緣電阻不能小于50MΩ），可以抑制噪聲，在未接地DC電源的公共端與保護線PE之間串聯(lián)電阻與電容的并聯(lián)回路［g］，電阻提供了靜電釋放通路，電容提供高頻噪聲通路。常取R=1MΩ，C=4700pF。［h］將S7-200所有的接地端子同最近接地點［h］連接，采用一點接地，以提高抗干擾能力。24V直流電源回路與設(shè)備之間，以及120/230V交流電源與危險環(huán)境之間，必須進行電氣隔離。

1.3.3　抑制電路的使用

在使用感性負載時，要加入抑制電路來限制輸出關(guān)斷時電壓的升高。采取的措施如下。

①輸出接有直流感笥負載時，在負載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管與穩(wěn)壓二極管的串聯(lián)電路，在大多數(shù)的應(yīng)用中，用附加的續(xù)流二極管即可。但如果在應(yīng)用中要求更快的判斷速度，則要加上穩(wěn)壓二極管。二極管可選1N4001，直流輸出可選8.2V/5W的穩(wěn)壓二極管，繼電器輸出可以選36V的穩(wěn)壓管，對于繼電器輸出，也可以在負載兩端并聯(lián)RC電路，如圖1-12所示。

②輸出接有交流感性負載時，當(dāng)采用繼電器或交流輸出來切換115V/230V交流負載時，應(yīng)在負載兩端并聯(lián)RC電路，電容可選0.1μF，電阻可選100～120Ω。也可以使用金屬氧化物可變電阻器（MOV）來限制峰值電壓，其工作電壓比正常的線電壓至少高出20%，如圖1-13所示。

③燈負載的處理。對于一個鎢絲燈，其浪涌電流實際上將是其穩(wěn)態(tài)電流大小的10～15倍。因此，燈負載會因接通較大的浪涌而造成繼電器觸點的損壞。對于使用期內(nèi)高切換次數(shù)的燈負載，一般使用可替換的插入式繼電器或加入浪涌限制器。

1.3.4　電源的選擇

S7-200 CPU都有一個內(nèi)部電源，為CPU自身、擴展模塊和其他用電設(shè)備提供24V直流電源。S7-200為系統(tǒng)中的所有擴展模塊提供5V直流邏輯電源，必須注意要確保CPU所提供的5V電源能夠滿足選擇的擴展模塊的需要，如果超出了CPU的供電能力，只有去掉一些模塊或者選擇一個供電能力更強的CPU。

S7-200的所有CPU也提供24V直流傳感器供電，此24V DC可以為輸入點、擴展模塊上的繼電器線圈或其他設(shè)備供電。如果設(shè)備用電量超過了傳感器供電預(yù)算，必須為系統(tǒng)另配一個外部24V DC供電電源。

如果使用了外部2V DC供電電源，要確保該電源沒有與S7-200 CPU上的傳感器電源并聯(lián)使用，為了加強電子噪聲保護，應(yīng)將不同電源的公共端（M）連在一起。