西门子S7-400PLC电源模块烧坏原因分析及对策 【摘要】制丝线西门子S7-400系列PLC供电系统中，由于高压供电过电压和雷电过电压等造成的PLC系统供电过电压，使得PLC电源模块损坏，导致生产间断，产品质量受到严重影响，备件消耗大，经济损失严重。为了解决这一问题，在制丝线西门子S7-400系列PLC供电过程中进行过压保护，增加精密稳压电源NPS1-1KVA，彻底消除过电压对西门子S7-400系列PLC供电的影响。 【关键词】过压保护；精密稳压电源；PLC供电 在工业配电系统中，由于雷电和高压供电造成的供电电压过高会造成供电系统电压过高，使得西门子S7-400系列PLC供电变压器的输出电压偏高，导致PLC的部分硬件因电压过高而损坏，造成生产过程中停机，对产品质量影响较大，还可能造成部分原料报废，经济损失严重。此时必须更换部分损坏的PLC配件才能正常生产，也造成了备品备件的严重浪费。可以说，过电压的危害非常严重。为此我们对西门子S7-400系列PLC的供电系统进行了改造。 1.存在问题 在卷烟生产过程中，制丝过程是流水线生产，批次化生产，同批次内不能出现断料、停机问题，这就要求在设备运行的过程中不能出现故障。但是由于高压供电过电压和雷电过电压等不可控因素的影响，会对制丝设备的控制模块造成非常大的危害。 1.1制丝线PLC供电原理 制丝线电控采用分段集中控制，部分主机单独控制，其中每段由西门子400、300系列的PLC集中控制，西门子S7-400PLC供电原理见图1。PLC供电是由动力电源经过隔离变压器变压后直接供给，未经过任何的保护装置。 图1改造前西门子S7-400PLC供电原理图 1.2过电压对西门子S7-400系列PLC造成的危害 在高压供电过电压和雷电造成的过电压时，PLC供电系统输入电压过高，导致变压后PLC供电电压偏高，损坏PLC电源模块，从而导致制丝设备运行突然停止，造成生产间断，在制品停留在设备上，产品质量受到严重影响，部分在制品可能报废。对制丝线连续化生产造成了非常严重的影响。经统计2012年全年我厂制丝车间因为雷电造成的过电压共计发生4次，每次都造成生产间断，并且损坏PLC电源模块10块。 2.解决办法 针对供电电压过高对西门子S7-400系列PLC电源模块造成损坏以及PLC电源模块损坏后造成的严重影响，我们在PLC供电系统中增加了精密稳压电源NPS1-1KVA，此电源安装在供电变压器与PLC之间，见图2。在供电电压过高时起到调节并稳定电压的作用，从而对PLC电源模块进行实时保护，彻底减少了过电压对生产的危害。 图2改造后PLC供电原理图 精密稳压电源的工作原理及作用。 稳压电源的主回路是一个正弦波能量分配器,工作原理如下,见图3: 图中K1是面板控制开关，控制着整个稳压电源工作的起停，J 是主继电器，当稳压电源工作异常、过压、欠压、过载或短路时，提供保护断电，C1-C3及L1-L3和可变阻抗“Z”构成了正弦能量分配电路，其工作原理是这样的：L1、L2做在同一铁芯上，构成一个自藕变压器，L2同时又与C1及C3构成一个“π”型滤波器，它具有很大的时间常数，可以滤除电源中的杂波，本电源的“净化”作用就是由此产生的。 图3精密稳压电源工作原理图 不稳定的交流电从A点输入，控制回路通过对输入电压和输出电压取样处理后，得到一个与输入和输出电压高低有关的时间控制信号，这个信号控制着可变阻抗“Z”的值，当A点输入电压变化时，分压B点电压随“Z”的变化而变化，从而保证C电压不变，本电源的稳压作用就是由此产生的。 3.使用效果 在安装精密稳压电源后，统计2013年全年共计发生雷电造成的过电压5次，我车间PLC系统的硬件未发生损坏现象，没有造成停机事故，亦未对生产造成任何影响。由此可见我车间安装了精密稳压电源以后起到了非常明显的效果。 4.总结 在使用安装PLC进行工业控制时，提高PLC控制系统的可靠性的措施还很多，本文从供电环节对影响PLC控制系统可靠性的主要因素进行了较为详尽的分析，从硬件电路方面，研究探讨了提高PLC控制系统可靠性的方法和措施。随着PLC的应用越来越广泛，有效控制影响PLC控制系统工作的因素，可大幅提高系统的工作可靠性。[科] 【参考文献】 ［1］刘洪涛，黄海.PLC应用开发从基础到实践[M].北京：电子工业出版社，2007：30-32. ［2］陆建国.工业电器与自动化[M].北京：化学工业出版社,2006：46-48. ［3］殷洪义.可编程控制器选择设计与维护[M].北京:机械工业出版社,2009：50-53. ［4］吴小洪等.PLC软元件在电气系统可靠性设计中的应用[J].电工技术杂志，2009,（2）：24-26. ［5］刘洪涛，黄海.PLC应用开发从基础到实践[M].北京：电子工业出版社，2007：23-25. 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/b943a428591b6bd97f192279168884868762b89a.html