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三菱FX5U PLC系统教程 第二课:电气接线与安全规范

时间: 2025-12-27 12:19浏览量:18次


第一部分:电源接线详解

1.1 电源规格说明

FX5U PLC有两种电源规格:

1. 交流电源型:

  • 电压范围:AC100-240V

  • 频率:50/60Hz

  • 允许电压波动:±10%

  • 电源容量:参照技术手册

2. 直流电源型:

  • 电压范围:DC24V

  • 允许电压波动:-30%到+20%

  • 纹波系数:小于5%

1.2 交流电源接线步骤

接线前准备:

  1. 确认电源开关处于OFF状态

  2. 准备合适的电缆(建议0.75-2.0mm²)

  3. 准备压线端子(建议使用)

接线顺序:

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第一步:连接保护接地线
   接地线(黄绿色) → PLC的接地端子

第二步:连接交流电源
   火线(L)→ PLC的L端子
   零线(N)→ PLC的N端子

第三步:检查接线
   1. 接线是否牢固
   2. 线头是否外露
   3. 接地是否可靠

重要提醒:

  • 必须使用保护接地

  • 接地电阻应小于100欧姆

  • 使用独立接地,不要与其他设备共用

第二部分:输入回路接线

2.1 输入电路工作原理

FX5U采用直流24V输入,输入电路组成:

  • 内部提供24V电源(通过S/S端子)

  • 输入光耦隔离

  • 输入电流:约5-7mA

  • 输入响应时间:约10ms

2.2 漏型输入接线(常用接法)

适用情况: 大多数按钮、开关、传感器

接线方法:

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公共端连接:
   PLC的S/S端子 → 外部24V电源的正极(+24V)

输入点连接:
   按钮常开触点一端 → PLC的X0端子
   按钮常开触点另一端 → 外部24V电源的负极(0V)

说明:
   当按钮按下时,X0与0V接通,输入有效

具体接线示例(以X0-X3为例):

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外部24V电源正极(+24V) → PLC的S/S端子
外部24V电源负极(0V) → 按钮1一端
按钮1另一端 → PLC的X0端子
同样方法连接X1、X2、X3

2.3 源型输入接线

适用情况: PNP型传感器

接线方法:

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公共端连接:
   PLC的S/S端子 → 外部24V电源的负极(0V)

输入点连接:
   PNP传感器输出端 → PLC的X0端子
   PNP传感器电源正极 → 外部24V电源正极(+24V)
   PNP传感器电源负极 → 外部24V电源负极(0V)

说明:
   当传感器动作时,输出24V信号到X0

第三部分:输出回路接线

3.1 输出类型选择

继电器输出特点:

  • 可控制交流或直流负载

  • 开关频率较低(约10Hz)

  • 机械寿命有限(约1000万次)

  • 有触点,可能产生火花

晶体管输出特点:

  • 只能控制直流负载

  • 开关频率高(可达100kHz)

  • 寿命长(无机械磨损)

  • 响应速度快

3.2 继电器输出接线

交流负载接线示例(接触器控制):

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PLC的COM0端子 → 交流电源火线(L)
PLC的Y0端子 → 接触器线圈一端
接触器线圈另一端 → 交流电源零线(N)
接触器主触点 → 控制电机电源

注意:
   1. 接触器线圈电压必须与电源匹配
   2. 建议在线圈两端并联RC吸收回路
   3. 不同COM组可以使用不同电压

直流负载接线示例(指示灯):

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PLC的COM1端子 → DC24V正极
PLC的Y1端子 → 指示灯正极
指示灯负极 → DC24V负极

3.3 晶体管输出接线

漏型输出接线:

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PLC的COM0端子 → DC24V正极
PLC的Y0端子 → 负载(继电器线圈)正极
负载负极 → DC24V负极

说明:
   当Y0输出ON时,内部晶体管导通
   COM0与Y0之间形成通路

第四部分:完整接线实例

4.1 实例:三相电机正反转控制

系统组成:

  1. 输入部分:

    • 停止按钮 SB1(常闭) → X0

    • 正转按钮 SB2(常开) → X1

    • 反转按钮 SB3(常开) → X2

    • 热继电器 FR(常闭) → X3

  2. 输出部分:

    • 正转接触器 KM1 → Y0

    • 反转接触器 KM2 → Y1

接线步骤:

第一步:电源接线

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AC220V电源:
   火线L → 断路器QF上端
   零线N → 断路器QF上端
断路器QF下端L → PLC的L端子
断路器QF下端N → PLC的N端子
接地线 → PLC接地端子

第二步:输入接线(漏型接法)

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外部24V电源:
   +24V → PLC的S/S端子
   0V → 所有按钮的公共端

输入点连接:
   停止按钮SB1常闭一端 → 0V
   SB1常闭另一端 → PLC的X0端子
   
   正转按钮SB2常开一端 → 0V
   SB2常开另一端 → PLC的X1端子
   
   同样方法连接X2、X3

第三步:输出接线(继电器输出)

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接触器控制电源:AC220V

PLC的COM0端子 → 交流电源火线
PLC的Y0端子 → 正转接触器KM1线圈一端
KM1线圈另一端 → 交流电源零线

PLC的COM1端子 → 交流电源火线
PLC的Y1端子 → 反转接触器KM2线圈一端
KM2线圈另一端 → 交流电源零线

注意:Y0和Y1必须分在不同COM组

第五部分:安全规范

5.1 操作前安全检查

必须遵守的原则:

  1. 断电操作:所有接线必须在断电状态下进行

  2. 一人操作:重要设备接线时一人操作,一人监护

  3. 工具检查:使用绝缘良好的工具

  4. 场地检查:工作区域干燥、整洁

操作步骤:

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第一步:断电
   断开总电源开关
   挂"禁止合闸"警示牌
   
第二步:验电
   使用验电笔确认无电
   
第三步:接线
   按图纸正确接线
   
第四步:检查
   检查所有接线是否正确牢固
   
第五步:上电测试
   先不接负载,测试PLC电源

5.2 防短路措施

常见短路原因及预防:

  1. 线头外露:使用压线端子

  2. 金属屑掉落:接线后清理

  3. 接线错误:仔细核对图纸

  4. 负载短路:先单独测试负载

检查方法:

  1. 万用表电阻档检查

  2. 分段测试法

  3. 先用小电流测试

第六部分:实践任务

任务1:完成基本接线练习

要求: 完成以下系统接线

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输入设备:
   启动按钮1个 → X0
   停止按钮1个 → X1
   急停按钮1个 → X2

输出设备:
   运行指示灯1个 → Y0
   报警指示灯1个 → Y1
   小型继电器1个 → Y2

电源:
   AC220V供电
   输入回路用外部DC24V

接线步骤指导:

  1. 绘制完整的接线图

  2. 列出所需材料和工具

  3. 按步骤完成接线

  4. 使用万用表检查

任务2:故障排查练习

故障现象: 输入信号无效

排查步骤:

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第一步:检查电源
   测量PLC的24V输出是否正常
   
第二步:检查输入回路
   测量按钮两端电压
   测量X0与S/S之间电压
   
第三步:检查接线
   确认S/S连接正确
   确认按钮类型正确
   
第四步:检查PLC状态
   RUN指示灯是否亮
   输入指示灯是否亮

第七部分:常见问题解答

问题1:输入信号不稳定怎么办?

可能原因及解决:

  1. 电源电压不稳定 → 检查电源

  2. 接线接触不良 → 重新接线

  3. 外部干扰 → 使用屏蔽线

  4. 输入信号抖动 → 在程序中加延时

问题2:输出点烧坏怎么办?

预防措施:

  1. 感性负载加保护电路

  2. 不要超过额定电流

  3. 正确选择输出类型

  4. 定期检查维护

问题3:不同COM组如何使用?

使用方法:

  1. 不同COM组可以使用不同电压

  2. 同一COM组必须使用相同电压

  3. COM组分配要合理

  4. 记录每个COM组的电压

第八部分:学习检测

选择题(每题10分)

  1. 漏型输入接线时,S/S端子应该接什么?
    A) 24V正极 B) 24V负极 C) 接地线 D) 信号线

  2. 继电器输出可以控制什么类型的负载?
    A) 只能交流 B) 只能直流 C) 交直流都可以 D) 都不能

  3. 接线前最重要的安全措施是什么?
    A) 戴安全帽 B) 断电操作 C) 有人监护 D) 准备工具

判断题(每题10分)

  1. 不同COM组的输出点可以使用不同电压。( )

  2. 晶体管输出可以直接控制交流接触器。( )

  3. 输入接线时,按钮可以直接接在X0和X1之间。( )

接线题(40分)

根据以下要求绘制接线图:

  • 两个按钮控制一个指示灯

  • 使用漏型输入接线

  • 使用继电器输出

  • 标注所有端子号

答案部分

选择题答案:

  1. A 2. C 3. B

判断题答案:

  1. 对 2. 错 3. 错

接线题参考:

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电源部分:
   L → PLC的L
   N → PLC的N
   接地 → PLC接地

输入部分(使用外部24V):
   外部24V+ → PLC的S/S
   外部24V- → 按钮1一端,按钮2一端
   按钮1另一端 → PLC的X0
   按钮2另一端 → PLC的X1

输出部分:
   AC220V L → PLC的COM0
   PLC的Y0 → 指示灯一端
   指示灯另一端 → AC220V N

第九部分:工具与材料清单

必备工具:

  1. 万用表(数字式)

  2. 十字螺丝刀(大小各一)

  3. 一字螺丝刀(大小各一)

  4. 剥线钳

  5. 压线钳

  6. 斜口钳

必备材料:

  1. 电缆(0.5-2.5mm²多种规格)

  2. 压线端子(多种规格)

  3. 号码管

  4. 缠绕管

  5. 电工胶布

可选工具:

  1. 电缆测试仪

  2. 绝缘电阻测试仪

  3. 示波器(用于高级调试)

第十部分:学习总结

本课重点回顾:

  1. 电源接线的正确方法

  2. 输入回路的两种接线方式

  3. 输出回路的继电器和晶体管接线

  4. 完整控制系统的接线实例

  5. 安全操作规程

关键技能掌握:

  1. 能够正确识别PLC端子

  2. 能够完成基本接线

  3. 能够排查简单接线故障

  4. 能够遵守安全规范

常见错误避免:

  1. 不要带电接线

  2. 不要混淆输入类型

  3. 不要超过负载能力

  4. 不要忽略接地保护

下节课预告

第三课:软件安装与第一个程序

  • GX Works3软件安装

  • 创建第一个工程

  • 编写简单梯形图

  • 程序下载与调试

课后作业

  1. 绘制一个完整的电机控制接线图

  2. 列出接线所需的所有材料和工具

  3. 写出接线时的安全注意事项(至少5条)

  4. 思考:如果输入信号需要隔离,应该怎么做?

学习建议

  1. 准备一个接线练习板

  2. 先在小电流情况下练习

  3. 每完成一个接线都要检查

  4. 做好接线记录和标签

请认真完成本课的所有实践任务,准备好后可以开始第三课的学习。

祝您学习顺利!

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