在工控系統(tǒng)設(shè)計中，不少工程師曾遇到控制器電源與設(shè)備電源共地而導(dǎo)致不可預(yù)料的故障發(fā)生的情況，而故障發(fā)生后，往往很難以找出導(dǎo)致故障的確切原因。我們就驅(qū)動器與用戶控制器共地造成損壞最典型的原因進行解析。 最典型的原因是用戶控制器內(nèi)部無隔離，而驅(qū)動器或用戶控制器電源地線松脫；或帶電 接線時，其它部分接好了，電源正極接上，負(fù)極還未接時等情況都會導(dǎo)致驅(qū)動器地線未接觸上的情況。例如，驅(qū)動器和控制器接線正常時，電源電流本應(yīng)該由驅(qū)動器電源接口正極流入，再由驅(qū)動器電源接口負(fù)極流出流回到電源負(fù)極。而當(dāng)驅(qū)動器電源地線未接上，而電源正極及其它信號端口都接上時，電源電流將由驅(qū)動器電源正極流入，由驅(qū)動器信號接口流出，再由用戶控制器信號接口流入，最后由用戶控制器電源地線流出，最終回到電源負(fù)極，這樣電源的電流流經(jīng)驅(qū)動器和用戶控制器的信號接口，這將可能導(dǎo)致驅(qū)動器或用戶控制器內(nèi)部與信號接口相連的電路損壞。下圖以驅(qū)動器地線松脫為例說明其過壓原理。
驅(qū)動器電源正極與負(fù)極間、驅(qū)動器電源負(fù)極與信號接口間、以及用戶控制器負(fù)極與信號接口間，它們的內(nèi)部電路各等效于一個電阻R。正常連接時，電源電流由電源正極流向驅(qū)動器V+，經(jīng)過驅(qū)動器內(nèi)部電路(等效于R1)再由V-流出回到電源負(fù)極，電流流向如圖所示。當(dāng)驅(qū)動器電源負(fù)極脫落時，即如圖C 點斷開，電源電流由電源正極流向驅(qū)動器V+，經(jīng)過驅(qū)動器內(nèi)部電路(等效于R1 與R2)通過驅(qū)動器的信號接口(IO 或COM)流出，然后通過用戶控制器的信號接口IO 或GND 經(jīng)過用戶控制器的內(nèi)部電路(等效于R3)由控制器的電源負(fù)極GND 流出回到電源的負(fù)極，此時電源電流流向如圖二所示。這樣可能導(dǎo)致驅(qū)動器或用戶控制器內(nèi)部與信號接口相連的電路損壞。
解決方法： 一、如果用戶控制器自帶電源隔離或信號隔離，不用考慮共地問題，多數(shù)PLC 自帶隔離。 二、如果用戶控制器與驅(qū)動器的信號接口僅通過485 連接，可選用具有485 隔離功能的驅(qū)動器而不用考慮電源共地問題。 三、驅(qū)動器與用戶控制器使用不同的電源，并且請將二者的電源地隔離。 四、如果用戶控制器一定要與驅(qū)動器使用同一電源，那么可使用隔離DC-DC 接到電源上給用戶控制器供電，或用戶控制器輸出給驅(qū)動器的信號通過隔離器件(如：繼電器、光耦、磁隔離)進行隔離。 五、用戶控制器如果由5V 電源驅(qū)動且驅(qū)動器5V 輸出的電流大小滿足使用要求，可從驅(qū)動器5V 輸出取電，且用戶控制器的輸出信號只能與被取電的這一驅(qū)動器相連，不能與其它驅(qū)動器相連。當(dāng)然，驅(qū)動器5V 輸出也可為光耦供電。
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