PLC基礎知識

為確保系統的可靠性及安全性，在進行系統設計之前，必須充分掌握設置場所的環境，再行建構系統。
基本上，必須盡可能減少PLC系統的壓力（溫度、濕度、振動、衝擊、腐蝕性氣體、過電流、噪音等）。但是，要實施何種程度的對策，應考慮發生問題時的影響程度，以及設置環境與對策成本等之後再行決定。 藉由事前準備因應對策以提高系統的可靠性，並可期待提升長期運轉率。
關於各模組的規格，請參閱各模組的使用者手冊。

PLC控制盤的安裝環境
以下說明安裝PLC控制盤（以下稱盤）時的環境條件及對策。

• 溫度
  考量元件零組件的使用溫度，PLC的使用環境溫度須常為5℃ ～40℃ 左右。另一方面，依經驗可知，不採用強制冷卻而採用自然冷卻的盤，由於裝置及系統為了節省空間及小型化，盤本身亦經小型化，導致盤內溫度相較於盤外溫度上升10℃ ～15℃ 以上。因
  此，在使用時必須依據設置場所及盤內的發熱情況，採取如下的對策，並盡可能保留充分的溫度裕量，使盤內溫度不超過模組的使用溫度範圍。
  
  

• 高溫（參閱圖1.）

1. 自然氣冷式（透過盤的上下百葉窗進行自然通風）
   安裝至盤內時不使用風扇或冷卻器，是最好的安裝方法。此時安裝PLC的注意要點如下。
   ・勿設置於盤內最上方暖空氣滯留的位置。
   ・為確保通風空間，上下部必須與其他機器、佈線槽保持充分的距離。
   ・請勿以指定以外的方向安裝（例如縱向或上下相反），以免造成PLC內部異常發熱
   ・勿安裝於加熱器、變壓器、大容量電阻等發熱量較大的機器正上方
   ・避免安裝於陽光直射的場所
2. 強制通風式（盤的上部藉由風扇強制通風）
3. 強制循環式（藉由密閉架構盤的風扇強制循環通風）
4. 冷卻整體房間的方式（使用冷卻器冷卻設置控制盤的整個房間）
   
   

《各注意事項》
環境條件與冷卻方式如下。

• 將盤設置於粉塵較少的房間內　→　1 或 2
• 設置於有粉塵的場所　　　　　→　3 或 4
  使用風扇時的對策
• 在外部空氣的吸入口上安裝空氣過濾器，採取防止塵埃侵入的措施
• 定期清洗空氣過濾器
• 為因應風扇或空調設備發生故障的情況，在PLC附近安裝溫度感測器，使其發出警報
  採取以上各種對策
  
  
• 低溫
  若於早晨啟動時溫度低於0℃ 的寒冷地區，請在盤內安裝小容量的空間加熱器，將盤內的空氣預熱至5℃ 左右。此外，為了讓PLC電源處於通電發熱狀態，請勿切斷電源。

• 濕度
  為維持PLC的絕緣特性，必須在相對濕度35％～85％的範圍內使用。特別是在冬天開啟及關閉暖氣時，容易因為劇烈的溫度變化而發生結露現象，並導致短路而產生誤動作。若有可能發生上述情況，可以在夜間仍維持電源開啟，或在盤內設置加熱器並微弱地加熱以防結露。

• 振動、撞擊
  PLC依據環境實驗方法（電氣、電子）的正弦波振動實驗法（JISC0040/IEC68-2-6）及撞擊實驗法（JIS C0041/IEC68-2-27）進行實驗，在一般規格內的振動與撞擊並不會造成誤動作。但請勿安
  裝於會產生持續振動與撞擊的場所，特別是可能直接影響PLC及盤的場所。
  緩和振動或撞擊的方法如下。

1. 將外部的振動或衝擊發生源與盤分離。另外，使用防震橡膠固定PLC及盤。
2. 建築物的結構及地板等採取防震措施。
3. 以防震橡膠固定衝擊源或PLC，使盤內電磁接觸器等動作時的撞擊不會向外傳遞。
   
   

• 環境氣體
  若在以下場所使用，因可能造成接頭類接觸不良及元件、零組件腐
  蝕，需採取淨化空氣等對策。

1. 在塵埃、鹽分、鐵粉較多的場所以及飄散著油煙、有機溶劑等的場所，應採用內部溫度不會大幅上升的大尺寸密閉架構盤。
2. 特別是有腐蝕性氣體的場所，必須淨化盤內空氣，並在盤內加壓以防止氣味從外部進入盤內。
3. 有易燃氣體的場所可能會成為點火源。實施防爆結構或避免安裝於該場所。
   
   

• 作業空間
  設置PLC與盤時，應考慮使用性與操作性以及保養等作業性，並注意下列事項。

1. 請保留足夠的空間以便操作程式以及更換模組。另外，考量保養、操作的安全性，設置時應盡可能遠離高壓機器及動力機器。
2. 安裝PLC、輸出輸入模組時，應考慮除錯工具等周邊機器的連接性與操作性。
3. PLC、輸出輸入模組上大多設有維護檢修用的指示燈。請安裝於操作人員容易檢視，並且能觸及的高度
4. 使用PLC的控制系統，由於可能於往後進行各種改造、增設等作業，因此請保留1～2成左右的增設空間。
5. 視需要在盤的背面保留600mm左右的空間做為保養通道。
   
   

• PLC的設置場所
  考量保養、操作的安全性，設置位置應遠離高壓機器（600V以上）及動力機器。不得不設置於該處時，亦請盡可能遠離。（參照圖3.）

• PLC與各模組的配置與架設（參閱圖4.）

1. 與CPU模組相鄰的模組盡可能為特殊模組或輸入模組等，較少發生雜訊的模組。
2. 外部迴路的電磁接觸器及繼電器類，其線圈及接點是雜訊的發生來源，在配置時請遠離PLC。（大致標準為100mm以上）

• 電源系統的佈線（參閱圖5.）

1. 分離PLC電源機器與輸出輸入機器的電源，並在PLC電源接入部附近安裝雜訊濾波器。
2. 增設絕緣變壓器，可大幅衰減大地之間的雜訊。此時，絕緣變壓器的二次側請使用非接地方式。
3. 變壓器與PLC之間的配線，請使用最短距離並增加捲繞圈數，同時遠離高壓線及動力線進行配線。

• 外部輸出輸入訊號線的佈線

1. 輸出訊號若連接電感負載，為吸收雜音，請分別在交流迴路上連接突波吸收器，在直流迴路上連接二極體，並且連接至接近電感負載的位置。（參閱圖6. 圖7.）

2. 請絕對避免將輸出訊號線與高壓線及動力線捆紮於同一線束，或將其靠近、並鄰配線。若靠近上述線路，請使用佈線槽或其他電線管進行配線。此時，佈線槽或電線管皆必須接地。（參照圖8.）

3. 若無法以佈線槽分離，則均使用隔離纜線，連接至PLC側接地端子的輸入機器側則使用開路。
4. 理想的配線方式為不具有共通阻抗。但是，此時配線數量將會變多，有可能需共用回流電路。回流電路請使用直徑粗度充足的電線，將相同的訊號等級彙整配線。
5. 若輸出輸入線較長，請將輸入訊號線與輸出訊號線分離配線。
6. 指示燈（特別是燈絲型）請以雙絞線配線。
7. 使用CR突波吸收器、二極體，可有效應對輸入機器及輸出負載機器的雜音發生源。
   
   

• 外部配線
  配線方式將影響系統能否抵抗各種雜音，以及系統是否能以更可靠的方式運轉。進行配線作業時，特別是應對雜音方面需要豐富的經驗。必須依據使用手冊，並以管理良好的體制進行作業。
  
  

• 防止誤配線

1. 若在纜線上加上標示環，標示纜線通往的目的地，不僅可防止配線時發生錯誤，配線後的檢查與維護檢修作業也會更加容易。
2. 使用顏色區分配線。
3. 將傳送相同訊號種類的纜線放入相同的佈線槽以便分組。
   
   

• 一般注意事項

1. 從端子到端子間的配線，請避免電線接合。
2. 多芯纜線的終端須有適當的支撐、固定，避免對電線的尾端施加拉力。
3. 連接至門等可動部分時，一側的電線固定於固定部，另一側則固定於可動部，利用軟性電線以避免門的開關損傷電線。
4. 在電線的末端使用壓著端子，使用扭力起子以適當的扭力鎖緊與端子連接的短螺絲。特別是連接至AC電源模組的端子，為確保安全，應使用圓形而非U型壓著端子。
5. 配線時，若PLC模組上附有防塵蓋，在配線完成前請勿移除防塵蓋，以免配線碎屑掉入。另外，動作時內部溫度可能大幅上升，而導致功能降低。因此完成配線後，請務必移除防塵蓋。
6. 電源迴路的配線請全部使用雙絞線。
7. 若將雜訊濾波器的1次側與2次側捆在一起，則會降低雜訊濾波器的效果，請勿將其捆紮在一起。
   
   

•  配線路徑
  以下的組合由於訊號種類、性質及等級的差異，電氣感應等會降低S/N （訊號雜訊比），請使用其他纜線或以其它路徑進行配線。另外，做好分類與整理，可易於配線後的保養及系統變更等作業。

1. 動力線與訊號線
2. 輸入訊號與輸出訊號
3. 類比訊號與數位訊號
4. 高位準訊號與低位準訊號
5. 通訊線與動力線
6. DC訊號與AC訊號
7. 高頻機器（變頻器等）與訊號線（通訊）
   
   

• 配線方法

1. 將性質不同的訊號纜線放入同一佈線槽時，務必隔離纜線。
2. 盡可能避免將多條電源線放入同一佈線槽。若不得不放入同一佈線槽，請在佈線槽內設置隔板，並將隔板接地。（參照圖9.）

3. 使用電線管進行配線時，由於電線管會發熱，請避免將1個迴路的電線分別放入不同的電線管。（參照圖10.）

4. 動力纜線與訊號纜線應避免平行，以免相互造成不良影響。
5. 安裝於設有高壓機器的盤內時，由於會感應雜訊，因此在配線、設置時應盡可能遠離高壓、動力系統。（參照圖3.）
6. 將PLC安裝於距離高壓線及動力線200mm以上的位置，或以金屬管進行高壓線及動力線的配線作業，並將金屬管進行完整的D類接地（第3種接地）。（參照圖11.）

• 其他注意事項

1. 輸出輸入模組依機種有負極共點與正極共點，配線時請注意極性。
2. 光纖纜線的外觀與一般通訊纜線及電力纜線類似，但其內部是由光纖及保護光纖的抗拉構材及填充繩、填充物所組成，使用時請特別注意。特別是鋪設施工時應依規定的方法與標準，並且勿施加過大的撞擊張力、過度彎曲、扭曲及不當的處理方式。
   
   

有關光纖纜線的配線，備有以下手冊。

1. SYSMAC C/CV系列硬質塑膠護套光纖纜線（H-PCF）鋪設手冊
2. Controller Link模組光纖連結型
   
   

• 接地

• 接地的目的
  接地有兩個目的。

1. 將因洩漏及感應，或有時因故障而產生的電位維持在接地電位，以防人體觸電，即具有保護安全目的的接地保護。
2. 包含防止外部侵入的雜訊，或避免因機器及裝置本身發出雜訊，而影響其他機器及裝置的防止雜訊用接地。此為該機器或系統正常發揮功能所必要的接地（功能接地）。
   上述接地根據過去經驗，部分情況須以實驗的方式解決。重點在於實施接地之前必須充分檢討及留意。
   
   

• 接地的方法與注意事項

1. 1點接地的原則
   可將接地線視為「決定電位的物體」。在正常狀態下，接地線並沒有電流流動（不得將電流返回的回流電路共用為接地）。
   
   
2. 接地盡可能使用專用接地（該接地極與其他接地極距離10m以上）。

• 接地工程以D類接地（第3種接地）進行，並且最好使用與其他機器分離的專用接地。（參閱圖12. （a））
• 無法使用專用接地時，請依照圖12. （b）所示，將接地極連接其他機器的接地極，共用接地。
• 請勿與馬達/變頻器等大電力機器共用接地，應個別設置接地以避免互相影響。
• 避免將接地連接至單純防止觸電而連接多個機器的接地極（有時為鋼架）。
• 接地極應盡可能靠近PLC側，盡可能縮短接地線應。
  
  

3. 接地注意事項

• 訊號線接地與機殼接地若使用相同的接地，則必須以絕緣體與通道底座（接地的控制盤等內部的金屬板）進行絕緣。（參照圖13.）

• 用於收納PLC的盤必須與其他機器進行電氣絕緣。這是為了避免受到其他電氣機器洩漏電流的影響。
• 若有高頻設備，除了將高頻設備接地之外，用於收納PLC的盤本體也必須確實接地。
• 使用隔離纜線進行輸出輸入的配線時，隔離導體的接地應依照圖14所示，將接近PLC側的隔離導體連接至機殼接地端子。此外，通訊纜線請遵守通訊模組手冊中的隔離處理方式。
  
  

4. PLC的接地端子
   PLC設有下述2個接地端子。
   ：連接至PLC的外殼，防止電擊用的保護接地端子常保持接地。
   ：連接至雜訊濾波器的中性點，電源雜訊會造成誤動作時接地的接地功能端子。
   端子正確接地時，雖然可使電源的共同模式雜訊衰減，但有時反而會因接地而造成接收到雜訊，請留意此點。
   
   

5. AC電源模組的配線方面，設備的電源一相接地時，務必將接地相側連接至L2/N （或L1/N）端子側。