31

Глава 3. Установка и подключение ПЛК

3.1 Конструктивные элементы ПЛК

Рассмотрим основные конструктивные элементы контроллера на примере того же Mitsubishi MELSEC FX2N (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 – Общий вид контроллера MELSEC FX2N

32

Обычно блоки промышленных контроллеров устанавливаются на 35 мм (1,38 дюйма) DIN-рейку. Кр епление блоков на DIN - рейке осуществляется при помощи специальной защелки. Возможно также крепление на панель с помощью винтов в отверстия.

Подключение модулей расширения, специальных функциональных модулей к базовому процессорному модулю выполняется при помощи стандартного плоского шлейфного кабеля либо специальных выводных корпусных контактов.

3.2 Размещение

Как правило, на промышленных объектах контроллеры устанавливаются в специальные шкафы управления, в которых предусмотрены стандартные разъемы и DIN рейки для крепления основных и периферийных блоков и модулей, что позволяет легко и удобно компоновать целые системы управления. На рисунке 3.2 приведен пример расположения контроллера в шкафу управления.

Двухрядное расположение с использо-

Однорядное расположение ванием дополнительного шлейфного кабеля

Рисунок 3.2 – Пример расположения контроллеров в шкафу управления

33

При установке контроллера необходимо обратить особое внимание на соблюдение всех условий эксплуатации, приведенных в техническом паспорте контроллера. В основном различают три типа факторов воздействия агрессивной среды:

 Физические и механические факторы:

Кним относятся диапазон рабочих температур, атмосферное давление (высота над уровнем моря), влажность, вибрация и удары. Расположение в непосредственной близости от нагревателей, химических реакторов, доменных печей, а также тяжелые климатические условия могут негативно отразиться на работоспособности элементов устройств управления (откуда вытекает необходимость создания систем естественной или принудительной вентиляции ПЛК). Высокий уровень влажности (более 80%) вызывает конденсацию паров и ускоряет коррозию. Уровень влажности менее 35% способствует возникновению электростатических зарядов, вызывающих случайные срабатывания логических схем. При установке устройств рядом

систочниками вибрации и ударов сварные, контактные и другие соединения подвергаются опасным воздействиям. Так, рассматриваемые нами контроллеры способны работать при температурах 0…+55˚ С и влажности 35…85 %, выдерживают вибрацию с частотой от 10 до 55Гц с амплитудой 0,5 мм и максимальным ускорением от 0,5 до 2g в течение 2-х часов в каждом направлении X, Y, Z. Также данные контроллеры выдерживают ударную нагрузку c ускорением 10g (3 цикла в каждом направлении X, Y, Z).

Химические факторы:

Кним относят вызывающие коррозию газы (Cl2, H2S, SO2), углеводородные пары, металлическая (литейный, сталеплавильный цеха) или минеральная (цементный завод) пыль. Являющаяся действием этих факторов коррозия поражает контакты и микросхемы. Для ее предотвращения чаще всего покрывают лаком платы с печатными схемами и устанавливают фильтры, препятствующие попаданию пыли или агрессивных газов. Иногда ПЛК делают полностью герметичными.

Электрические факторы:

Обычно энергия электрической промышленной помехи может достигать 100 мкДж. Энергия переключения схемы ТТЛ при напряжении 5 В, токе 2 мА и продолжительности переключения 10 нс равна 10-4 мкДж, т.е в 106 раз меньше. Отсюда следует, что уровень помех должен быть снижен на 120 дБ. Основными источниками помех являются: термоЭДС (эффект Пельтье) в несколько милливольт,

34

разность потенциалов в зоне контакта металлов с различной химической активностью, электростатические и электромагнитные влияния, вызываемые включением индуктивностей и емкостей (расположение вблизи трансформаторов, сварочных агрегатов и др.). Помехи от источников двух первых типов могут внести погрешность в результаты измерений аналоговых величин низкого уровня или вызвать коррозию элементов; для защиты от помех от источников двух последних типов необходимо соответствующее исполнение входов-выходов, например обеспечение эффективной гальванической развязки (оптрон, реле, разделительный трансформатор).

Приведенные в таблице 2.1 данные указывают, что рассматриваемые контроллеры имеют гальваническую развязку входов и выходов и обладают помехозащищенностью от импульсного напряжения амплитудой 1000 В от генератора помех длительностью 1 мс при 30…100 Гц (1000 Vpp, 1 мс при частоте 30…100 Гц).

3.3Общие рекомендации по электробезопасности

3.3.1Изоляция

Как и все электротехнические устройства ПЛК должен соответствовать определенным требованиям электробезопасности. Обычно качество изоляции тестируется между всеми рабочими точками устройства а также корпусом и землей (методика проведения испытаний по МЭК 61131-2 Программируемые контроллеры. Общие технические требования и методы испытаний).

3.3.2 Заземление

Используется проводник определенного сечения (обычно не менее 2 мм2). Сопротивление заземления должно быть менее 100 Ом (класс 3). Заземляющий проводник должен быть присоединен к тому же контуру заземления, что и силовые цепи. Эти требования также указываются приведенным в предыдущем пункте стандартом.

3.3.3 Класс оборудования

Условный номер, присвоенный группе оборудования, для которой применяются определенные средства, используемые для обес-

35

печения защиты от поражения электрическим током при нормальной эксплуатации и в условиях единичного дефекта функционирования установленного оборудования.

Таким образом, оборудование класса II (смотри таблицу 2.1)

— оборудование с прочным и по существу непрерывным корпусом из изоляционного материала, который окружает все проводящие части, за исключением небольших частей типа фабричных марок, винтов и заклепок, отделенных от частей с опасным напряжением изоляцией, эквивалентной, по крайней мере, усиленной изоляции. Подробнее смотри стандарт МЭК 61131-2.

3.3.4 Класс защиты

Код IP показывает степень защиты, которую обеспечивает оболочка (корпус). Расшифровку конкретного кода можно найти в справочнике или в ГОСТ 14254-96.

Так, IP20 (смотри таблицу 2.1) расшифровывается следующим образом:

2 – ПЛК защищен от проникновения внешних твердых предметов диаметром >12,5 мм (это же означает, что человек (оператор) не может пальцами достать до опасных частей ПЛК).

0 – ПЛК не имеет защиты от вредного воздействия в резул ь- тате проникновения воды.

3.3.5 Степень загрязнения окружающей среды (микросреды)

Условный номер, присвоенный для оценки изолирующих качеств воздушных зазоров и частей поверхности изоляции с целью установления величины загрязнения микросреды:

1)степень загрязнения 1: Отсутствие загрязнений или наличие только сухих, непроводящих загрязнений. Загрязнения не существенны;

2)степень загрязнения 2: Обычно имеют место только не-

проводящие загрязнения. Иногда может ожидаться временная проводимость, вызванная конденсацией влаги;

3) степень загрязнения 3: Имеют место проводящие загрязнения. Сухие непроводящие загрязнения могут стать проводящими из-за конденсации влаги