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西門子S7-400PLC電源模塊燒壞原因分析及對策
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作者:pmoaf1d4f
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發(fā)布時間: 2017-04-27
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在工業(yè)配電系統(tǒng)中，由于雷電和高壓供電造成的供電電壓過高會造成供電系統(tǒng)電壓過高，使得西門子S7-400系列PLC供電變壓器的輸出電壓偏高，導致PLC的部分硬件因電壓過高而損壞，造成生產(chǎn)過程中停機，對產(chǎn)品質量影響較大，還可能造成部分原料報廢，經(jīng)濟損失嚴重。此時必須更換部分損壞的PLC配件才能正常生產(chǎn)，也造成了備品備件的嚴重浪費。可以說，過電壓的危害非常嚴重。為此我們對西門子S7-400系列PLC的供電系統(tǒng)進行了改造。
1.損毀原因
在卷煙生產(chǎn)過程中，制絲過程是流水線生產(chǎn)，批次化生產(chǎn)，同批次內(nèi)不能出現(xiàn)斷料、停機問題，這就要求在設備運行的過程中不能出現(xiàn)故障。但是由于高壓供電過電壓和雷電過電壓等不可控因素的影響，會對制絲設備的控制模塊造成非常大的危害。
制絲線電控采用分段集中控制，部分主機單獨控制，其中每段由西門子400、300系列的PLC集中控制。PLC供電是由動力電源經(jīng)過隔離變壓器變壓后直接供給，未經(jīng)過任何的保護裝置。
在高壓供電過電壓和雷電造成的過電壓時，PLC供電系統(tǒng)輸入電壓過高，導致變壓后PLC供電電壓偏高，損壞PLC電源模塊，從而導致制絲設備運行突然停止，造成生產(chǎn)間斷，在制品停留在設備上，產(chǎn)品質量受到嚴重影響，部分在制品可能報廢。對制絲線連續(xù)化生產(chǎn)造成了非常嚴重的影響。
2.解決辦法
針對供電電壓過高對西門子S7-400系列PLC電源模塊造成損壞以及PLC電源模塊損壞后造成的嚴重影響，在PLC供電系統(tǒng)中增加了精密穩(wěn)壓電源NPS1-1KVA，此電源安裝在供電變壓器與PLC之間。在供電電壓過高時起到調節(jié)并穩(wěn)定電壓的作用，從而對PLC電源模塊進行實時保護，徹底減少了過電壓對生產(chǎn)的危害。
3.精密穩(wěn)壓電源的工作原理及作用
穩(wěn)壓電源的主回路是一個正弦波能量分配器。當穩(wěn)壓電源工作異常、過壓、欠壓、過載或短路時，提供保護斷電，C1-C3及L1-L3和可變阻抗“Z”構成了正弦能量分配電路，其工作原理是這樣的：L1、L2做在同一鐵芯上，構成一個自藕變壓器，L2同時又與C1及C3構成一個“π”型濾波器，它具有很大的時間常數(shù)，可以濾除電源中的雜波，本電源的“凈化”作用就是由此產(chǎn)生的。
不穩(wěn)定的交流電從A點輸入，控制回路通過對輸入電壓和輸出電壓取樣處理后，得到一個與輸入和輸出電壓高低有關的時間控制信號，這個信號控制著可變阻抗“Z”的值，當A點輸入電壓變化時，分壓B點電壓隨“Z”的變化而變化，從而保證C電壓不變，本電源的穩(wěn)壓作用就是由此產(chǎn)生的。
4.使用效果
在安裝精密穩(wěn)壓電源后，統(tǒng)計2013年全年共計發(fā)生雷電造成的過電壓5次， PLC系統(tǒng)的硬件未發(fā)生損壞現(xiàn)象，沒有造成停機事故，亦未對生產(chǎn)造成任何影響。由此可見安裝了精密穩(wěn)壓電源以后起到了非常明顯的效果。
1.損毀原因
在卷煙生產(chǎn)過程中，制絲過程是流水線生產(chǎn)，批次化生產(chǎn)，同批次內(nèi)不能出現(xiàn)斷料、停機問題，這就要求在設備運行的過程中不能出現(xiàn)故障。但是由于高壓供電過電壓和雷電過電壓等不可控因素的影響，會對制絲設備的控制模塊造成非常大的危害。
制絲線電控采用分段集中控制，部分主機單獨控制，其中每段由西門子400、300系列的PLC集中控制。PLC供電是由動力電源經(jīng)過隔離變壓器變壓后直接供給，未經(jīng)過任何的保護裝置。
在高壓供電過電壓和雷電造成的過電壓時，PLC供電系統(tǒng)輸入電壓過高，導致變壓后PLC供電電壓偏高，損壞PLC電源模塊，從而導致制絲設備運行突然停止，造成生產(chǎn)間斷，在制品停留在設備上，產(chǎn)品質量受到嚴重影響，部分在制品可能報廢。對制絲線連續(xù)化生產(chǎn)造成了非常嚴重的影響。
2.解決辦法
針對供電電壓過高對西門子S7-400系列PLC電源模塊造成損壞以及PLC電源模塊損壞后造成的嚴重影響，在PLC供電系統(tǒng)中增加了精密穩(wěn)壓電源NPS1-1KVA，此電源安裝在供電變壓器與PLC之間。在供電電壓過高時起到調節(jié)并穩(wěn)定電壓的作用，從而對PLC電源模塊進行實時保護，徹底減少了過電壓對生產(chǎn)的危害。
3.精密穩(wěn)壓電源的工作原理及作用
穩(wěn)壓電源的主回路是一個正弦波能量分配器。當穩(wěn)壓電源工作異常、過壓、欠壓、過載或短路時，提供保護斷電，C1-C3及L1-L3和可變阻抗“Z”構成了正弦能量分配電路，其工作原理是這樣的：L1、L2做在同一鐵芯上，構成一個自藕變壓器，L2同時又與C1及C3構成一個“π”型濾波器，它具有很大的時間常數(shù)，可以濾除電源中的雜波，本電源的“凈化”作用就是由此產(chǎn)生的。
不穩(wěn)定的交流電從A點輸入，控制回路通過對輸入電壓和輸出電壓取樣處理后，得到一個與輸入和輸出電壓高低有關的時間控制信號，這個信號控制著可變阻抗“Z”的值，當A點輸入電壓變化時，分壓B點電壓隨“Z”的變化而變化，從而保證C電壓不變，本電源的穩(wěn)壓作用就是由此產(chǎn)生的。
4.使用效果
在安裝精密穩(wěn)壓電源后，統(tǒng)計2013年全年共計發(fā)生雷電造成的過電壓5次， PLC系統(tǒng)的硬件未發(fā)生損壞現(xiàn)象，沒有造成停機事故，亦未對生產(chǎn)造成任何影響。由此可見安裝了精密穩(wěn)壓電源以后起到了非常明顯的效果。
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