1、S7-1200 PLC系統(tǒng)的接地總原則
西門子產(chǎn)品中S7-1200 PLC屬于中小型的PLC，在接地過程中，應(yīng)注意以下原則：
◆ 將應(yīng)用設(shè)備接地的最佳方式是確保S7-1200 PLC和相關(guān)設(shè)備的所有公共端和接地連接在同一個(gè)點(diǎn)接地。
◆ 該點(diǎn)應(yīng)該直接連接到系統(tǒng)的大地接地。
◆ 所有地線應(yīng)盡可能地短且應(yīng)使用大線徑，例如2mm(14AWG)。
◆ 確定接地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)考慮安全接地要求和保護(hù)性中斷裝置的正常運(yùn)行。

S7-1200 PLC系統(tǒng)如圖1所示。

圖1  S7-1200 PLC系統(tǒng)

①CPU及系統(tǒng)供電
a、交流供電系統(tǒng)
系統(tǒng)取交流電源(L1、N、PE)給S7-1200 PLC系統(tǒng)供電。須將CPU的PE端子連接到系統(tǒng)的PE進(jìn)行接地處理，如圖2所示。

圖2  S7-1200 PLC系統(tǒng)的交流供電及接地

CPU側(cè)的實(shí)際接線中，應(yīng)將PE進(jìn)行接地處理，如圖3所示。

圖3  S7-1200 PLC交流電源端子處的PE做接地處理

其中CPU還為其他模板或負(fù)載提供了DC24V供電電源。在大部分的安裝中，可以把該DC24V電源的M端接地(例如連接到機(jī)殼接地)，以獲得最佳的噪聲抑制效果。

b、直流供電系統(tǒng)
同樣，對(duì)于直流供電的CPU，在大部分的應(yīng)用中，把所有的DC電源的M接到地可以得到最佳的噪聲抑制；在未接地的DC電源的公共端與保護(hù)地間可并聯(lián)電阻與電容(RC元件)。電阻提供了靜電釋放通路，電容提供高頻噪聲通路，如圖4所示。

圖4  S7-1200 PLC系統(tǒng)的直流供電及接地

在CPU側(cè)的實(shí)際接線中，應(yīng)將PE進(jìn)行接地處理，如圖5所示。

圖5  S7-1200 PLC系統(tǒng)的直流供電及接地

②數(shù)字量模板的使用
A、數(shù)字量模板的接地及接地要求
a、盡量采用可能短的導(dǎo)線
◆ 數(shù)字量輸入：最長(zhǎng)為500m屏蔽線，或300m非屏蔽線；
◆數(shù)字量輸出：最長(zhǎng)為500m屏蔽線，或150m非屏蔽線。
b、導(dǎo)線要盡量成對(duì)使用，用一根中性或公共導(dǎo)線與一根信號(hào)線或電源線相配對(duì)；
c、數(shù)字量輸出模塊抑制保護(hù)。

B、感性負(fù)載的使用準(zhǔn)則
◆ 數(shù)字量輸出負(fù)載為感性負(fù)載時(shí)，為防止輸出斷開時(shí)的高壓瞬變干擾，須增加抑制回路，可能導(dǎo)致PLC運(yùn)行中斷或至設(shè)備損壞；
◆ S7-1200 PLC的DC輸出回路內(nèi)部集成了抑制電路，該電路足以滿足大多數(shù)應(yīng)用對(duì)感性負(fù)載的要求；
◆由于S7-1200 PLC繼電器輸出觸點(diǎn)可用于開關(guān)直流或交流負(fù)載，所以未提供內(nèi)部保護(hù)；
◆對(duì)于交流負(fù)載，可將壓敏電阻(MOV)或其他電壓抑制設(shè)備與并聯(lián)RC電路配合使用，但不如單獨(dú)使用有效。壓敏電阻(MOV)通常會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)高達(dá)鉗位電壓的顯著高頻噪聲。

C、選擇保護(hù)回路
可以采用下面的指導(dǎo)來設(shè)計(jì)合適的抑制電路。設(shè)計(jì)的有效性取決于實(shí)際的應(yīng)用，所以必須調(diào)整其參數(shù)以適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用。要保證所有的器件參數(shù)與實(shí)際應(yīng)用相符合。

a、用于直流輸出和控制直流負(fù)載的繼電器輸出的保護(hù)電路
S7-1200 PLC的DC輸出包括內(nèi)部抑制電路，該電路足以滿足大多數(shù)應(yīng)用對(duì)感性負(fù)載的要求。由于S7-1200 PLC繼電器輸出觸點(diǎn)可用于開關(guān)直流或交流負(fù)載，所以未提供內(nèi)部保護(hù)。

對(duì)于直流通道外加續(xù)流回路，其原理類似于繼電器線圈外加浪涌抑制器，如圖6所示。

圖6  直流繼電器的外加續(xù)流回路

在使用過程中，應(yīng)將續(xù)流回路連接到模板上，并注意：
◆在大多數(shù)應(yīng)用中，只需在直流感性負(fù)載兩端增加一個(gè)二極管，圖7中的A；
◆應(yīng)用大電感或頻繁開關(guān)的感性負(fù)載，要求更快的關(guān)閉時(shí)間，建議可再增加一個(gè)穩(wěn)壓二極管，如圖7中的B。
◆請(qǐng)確保正確選擇穩(wěn)壓二極管，以適合輸出電路中的電流量。

圖7  DC線圈產(chǎn)生的浪涌的抑制回路
說明：1指1N4001二極管或同等元件；2指8.2V穩(wěn)壓二極管（直流輸出），36V穩(wěn)壓二極管（繼電器輸出）；3指輸出點(diǎn)；4指M、24V參考

b、用于開關(guān)AC感性負(fù)載的繼電器輸出的保護(hù)電路
使用繼電器輸出控制AC115V/AC230V負(fù)載時(shí)，應(yīng)當(dāng)在繼電器輸出觸點(diǎn)輸出負(fù)載上跨接RC回路，如圖8所示，或使用壓敏電阻（MOV）來線制峰值電壓，注意選擇MOV的工作電壓比正常的線電壓至少高出20%。

圖8  AC線圈產(chǎn)生的浪涌的抑制
說明：1指關(guān)于C值，請(qǐng)參見表格；2指關(guān)于R值，請(qǐng)參見表格；3指輸出點(diǎn)

對(duì)于繼電器輸出通道外加續(xù)流回路，其原理類似于交流接觸器線圈外加吸收回路，如圖9所示。

圖9  繼電器輸出通道外加續(xù)流回路

③模擬量模板的接地要求
A、線纜的要求
◆盡量采用可能短的導(dǎo)線，模擬量輸入/輸出：100m屏蔽雙絞線；
◆使用屏蔽線以便最好地防止電噪聲。
通常在S7-1200 PLC端將屏蔽層接地能獲得最佳效果。連接方式參考S7-300 PLC的模擬量信號(hào)線的屏蔽層處理方式。

B、模擬量輸入連接
a、連接4線制傳感器
連接4線制傳感器，建議將傳感器信號(hào)負(fù)端和電源M做等電位處理，同時(shí)將模塊的PE和24V的M做好接地，防止干擾，如圖10所示。

圖10  S7-1200 PLC連接4線制傳感器示意圖

b、連接3線制傳感器
3線制傳感器的電源負(fù)端和輸出信號(hào)的負(fù)端都是公共的，可以取模塊的24V電源給傳感器供電，傳感器輸出的正接模塊通道正，通道負(fù)接電源M，將木塊的PE和24V的M做好接地，防止干擾，如圖11所示。

圖11  S7-1200 PLC連接3線制傳感器示意圖

c、連接2線制傳感器
連接2線制傳感器時(shí)，由于S7-1200 PLC通道無法向外供電，需要傳感器外部串入DC24V電源?？梢匀∧K的24V電源給傳感器供電，24V的正接傳感器的正端，傳感器的負(fù)端和模塊通道正連接，通道負(fù)接電源M，將模塊的PE和M做好接地，防止干擾，如圖12所示。

圖12  S7-1200 PLC連接3線制傳感器示意圖
 
2、接地電纜的要求
①使用正確的導(dǎo)線，確保線徑適合承載所需電流：S7-1200 CPU和SM模塊連接器接受0.3-2mm²（14-22AWG）的線徑；SB信號(hào)板連接器接受0.3-1.3mm²（16-22AWG）的線徑。
②交流線和高能量快速開關(guān)的直流線與低能量的信號(hào)線和通信電纜隔開并始終對(duì)布線中性線或公共線與相線或信號(hào)線成對(duì)。
③所有地線應(yīng)盡可能短且應(yīng)使用大線徑例如2mm²（14AWG）。