关于PLC“漏电”分析
一、问题背景 上海正航电子科技有限公司目前提供的PLC按输出类型分可分为继电器输出型和晶体管输出型。继电器输出型PLC的供电电源为AC220V,继电器输出型CPU模块及电源模块的电源接线部分,N接交流220V电源的零线,L接火线,同时接地点需可靠接地。接线图如下: |
图1 交流输入电源接线图 |
当接地点没有接地或不可靠接地时,PLC的接线端子上可能会有交流110V左右的电压。用电笔测会亮,摸上去会麻手,不过由于安全规定,这个漏电流不会超过人体承受极限,即一般不会危及人员的生命安全。 二、产生原因 在正航PLC交流电源型(继电器输出型)CPU内部电源板上,有一个由串联电抗器和并联电容器组成的低通滤波电路,即EMI滤波器。其作用是允许设备正常工作时的频率信号进入设备,而对高频的干扰信号有较大的阻碍作用。电路原理图如下: |
图2 EMI滤波器结构图 |
采用EMI滤波器能有效地抑制电网中的干扰进入PLC,也可以抑制PLC内部产生的干扰污染电网。电源的干扰有两种,一种是共模干扰,一种是差模干扰。共模干扰是流入大地的电流,差模干扰是线与线之间的电流。为了抑制这些干扰污染就必须采用滤波电路,为了抑制共模干扰就需要在输入的两条线L,N线分别接上两个电容到地。电容有一个很大的作用就是隔直通交,(一般的干扰都是高频信号,可以近似的理解为交流信号)。如接地,则此部分干扰信号流入大地,达到滤波的作用。如未接地,人若接触则流入人体。也就是我们所理解的漏电现象。此部分电压为交流,一般高达110V左右,但漏电流较小。 三、解决方案 电源线是干扰传入设备和传出设备的主要途径,通过电源线,电网的干扰可以传入设备,干扰设备的正常工作,同样设备产生的干扰也可能通过电源线传到电网上,干扰其他设备的正常工作。为抑制这种干扰,需要在电源进线处加入EMI滤波器。EMI滤波器内部通过电容把干扰引入大地,如果不可靠接地,就会“漏电”。 只要将PLC的接地点可靠接地,就可以解决这一问题。同时在国标GB4943(信息技术设备的安全)中规定,相关的用电器(包括电源)必须接地。 四、总结 PLC的电源板质量好,才会有“漏电”现象。“漏电”说明PLC电源板上有EMI滤波器电路,可以抑制电源侧这边的干扰,保证PLC的可靠运行。但如果不接地的话,这些共模干扰就不能通过EMI滤波器电路引入大地,EMI滤波器电路就起不到抑制共模干扰的作用,所以PLC的接地线必须可靠接地。 |
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