S7-300 plc是西門子產品應用最多的PLC，由於西門子其他係列的PLC係統的特性與S7-300 PLC產品均類似，因此介紹的PLC接地規範適用於所有PLC係列。
1、西門子S7-300 PLC係統接地的總原則
對於PLC及控製係統整體的供電及接地的要求，主要有以下幾點原則：
①係統主回路采用三相五線製供電，主回路須增加相應的開關及保護裝置。
②負載電源從主回路供電中取電，如果是多個負載電源，則應按照負載均衡的原則進行分配。
③負載側電源，無論是直流還是交流，均應增加短路和過載保護。
④係統接地電阻不大於4歐姆。
⑤機櫃中的接地母線與係統的PE線相連。
⑥機櫃的外殼、設備安裝背板均應保證通過金屬部件連接在一起，並與接地母線相連。
⑦設備安裝背板應考慮EMC特性（例如采用鍍鋅板）。
⑧係統中的電氣設備的PE端子應與接地母線相連，並保證就近相連以及連接電纜盡量粗、盡量短的原則。
⑨應注意櫃內電氣設備的其他接地要求。
關於這些原則，請參考西門子S7-300 PLC的供電及接地原理圖，如圖1所示。

圖1   西門子plc係統供電、接地原理圖
說明：1為(wei) 主令開關(guan) ；2為(wei) 短路和過載保護；3為(wei) 負載電流源（電氣隔離）；4為(wei) 接地導體(ti) 的可拆卸連接，用於(yu) 定位接地故障；5為(wei) CPU（非CPU 31×C）的接地滑動觸點。
  2、西門子S7-300 PLC係統的接地規範
①電源模板(PS307)的接地要求
對於(yu) 電源模板，供電均采用AC220V/120V電源（電源需要連接PE線）。電源模板輸出為(wei) CPU及模板提供DC24V電源，如圖2所示。

圖2  PS電源和CPU連接示意圖
說明：1為(wei) 電源電纜上的電纜夾；2為(wei) PS電源和CPU連接電纜；3為(wei) 可拆卸的電源連接器
注意： 如果將M和L+端子的極性接反，則CPU的內(nei) 部熔絲(si) 便會(hui) 熔斷。始終將電源模塊的M和L+端子與(yu) CPU的這兩(liang) 個(ge) 端子互連。
②CPU的接地連接
A、CPU 31×接參考地電位
在西門子S7-300的CPU的電源端子處，插著一個(ge) 滑動金屬片，將該滑動金屬推進去時，DC24V的M端將通過該滑動金屬片與(yu) CPU的安裝導軌相連，通過導軌實現接地，所有從(cong) M來的幹擾電流都可以被釋放至接地導線/地，如圖3所示。

圖3   CPU 31×的接地參考接地示意圖（默認狀態）
說明：1為(wei) 處於(yu) 接地狀態的接地滑動觸點；2為(wei) 內(nei) 部CPU的接地電位；3為(wei) 裝配導軌
默認情況下，滑動金屬片都是推進去的。當安裝具有接地參考電位的S7-300時，不要拔出接地滑動觸點。實際設備中如圖4所示。

圖4  CPU上的滑動金屬片未拔出
B、CPU 31×浮地係統
如果係統的“地”不幹淨，或希望將係統做出浮地的，則可以將該金屬滑動片撬出，此時M和導軌分開，係統與(yu) “地”是不直接相連的，而是通過RC回路進行隔離連接的。如圖5所示。

圖5    CPU 31×的未接地參考電位示意
說明：1為(wei) CPU中創建未接地參考電位  用大口3.5mm的螺絲(si) 刀順箭頭方向往前推動接地滑動觸點；2為(wei) 內(nei) 部CPU的接地電位；3為(wei) 裝配導軌。
注意： 應在導軌上安裝設備之前首先設置未接地參考電位。如果已經安裝並且用導線連接了CPU，則在拔出接地滑動觸點之前可能不得不斷開MPI接口。實際設備中如圖6所示。

圖6    拔出CPU上的金屬滑動片
③I/O模板的接地要求
A、數字量模板
S7-300係列的數字量輸入/輸出模板並不需要特殊額外的接地處理，隻是對於(yu) 提高係統EMC特性來講，需注意以下幾點：
◆ 數字量輸入/輸出的導線長度要求：1000m屏蔽線，600m非屏蔽線。
◆ 屏蔽電纜處理屏蔽層時用金屬夾夾住編織帶屏蔽層。保證大麵積的接觸屏蔽層，並提供適當的接觸壓力。圖7顯示了使用電纜夾安
裝屏蔽電纜的幾種處理方式。

圖7   電纜夾安裝屏蔽電纜示意圖
實際的安裝可參考圖8所示。

圖8    屏蔽層通過電纜夾卡在櫃內(nei) 接地排上
而數字量輸出模塊有時需進行抑製保護。但由於(yu) S7-300數字輸出模塊內(nei) 部集成了浪湧抑製器，因此對於(yu) 電感設備來講，僅(jin) 在下列情況之下才需要附加的浪湧抑製設備：
◆ SIMATIC輸出回路可以用外部的設備(如繼電器觸點)來切斷；
◆ 如果感性負載不由SIMATIC模塊控製。
a、DC線圈
采用二極管或齊納二極管可以抑製直流電源驅動的線圈所產(chan) 生的浪湧電壓，如圖9所示。

圖9   DC線圈的浪湧抑製

圖10是直流接觸器上增加續流二極管的實際應用。

圖10   直流接觸器上的續流二極管
用二極管或齊納二極管作抑製器具有下列特點：
◆ 可避免開關(guan) 動作時產(chan) 生的過電壓，齊納二極管有較高的關(guan) 斷電壓；
◆ 提高了關(guan) 斷延遲時間（比沒有抑製器時高出6-9倍）。由齊納二極管組成的抑製器的關(guan) 斷比二極管抑製器快。
b、AC線圈
用壓敏電阻或RC網絡可抑製以AC電源驅動的線包所產(chan) 生的浪湧電壓，如圖11所示。

圖11   AC線圈的浪湧抑製

圖12是交流接觸器上增加壓敏電阻和RC回路的實際應用。

圖12   交流接觸器上的續流回路（壓敏電阻和RC回路）
用壓敏電阻作抑製器具有下列特點：
◆ 開關(guan) 時的過電壓的幅度可以被限製，但不能衰減；
◆ 浪湧電壓陡峭的上升沿仍保持不變；
◆ 關(guan) 斷延時短；
◆ 另外，壓敏電阻有電壓幅值的要求(一般是高於(yu) 正常工作電壓的10%)，不能長時間的過壓，否則有可能損壞。
用RC回路作抑製器具有下列特點：
◆ 開關(guan) 時的過電壓的幅度和陡峭的上升沿都被降低；
◆ 關(guan) 斷延時短。
B、模擬量模板的接地要求：
a、模擬量信號電纜的一般要求：
◆ 模擬量信號線采用屏蔽電纜；
◆ 模擬量信號線盡量短，其中模擬量輸入最長200m屏蔽線；若電壓範圍≤80mV且使用熱電偶時，最長50m（熱電偶模塊最長80m）；模擬量輸出最長200米屏蔽線。
◆ 屏蔽層做接地處理，建議采用屏蔽線一端接地，並在模板側(ce) 單端接地。模擬量線的屏蔽層的接地方法，如圖5所示。
b、電氣隔離模擬量輸入模塊
電氣隔離模擬量輸入模塊在測量電路的參考點(MANA和/或M-)和CPU/IM 153的M端子間存在任何電位差VISO的風險，請務必使用信號隔離器SWP9034A模塊。
通過CPU/IM153的M和端子MANA之間的等電位互聯，可以避免電位差VISO超過限製值。
這裏分為(wei) 幾種情況：
情況I：將電氣隔離傳(chuan) 感器連接到電氣隔離模擬量模板，可以在接地模式或未接地模式操作CPU/IM 153，如圖13所示。

圖13   將電氣隔離傳(chuan) 感器連接到電氣隔離AI
在EMC幹擾強烈的環境中，建議將M-和MANA連接，以防超出CMV的限製值。對於(yu) VCM≤2.5V的模擬量模塊，必須將M-和MANA互連(推薦連接處)。
VCM不得超過允許的電位差UCM(共模)。VCM故障可存在於(yu)
◆ 測量輸入(M+/M-)和測量電路的參考電位MANA之間
◆ 在測量輸入之間。
情況Ⅱ：將電氣隔離傳(chuan) 感器連接到非電氣隔離模擬量模板。可以在接地模式或未接地模式下操作CPU/IM 153，如圖14所示。

圖14   將電氣隔離傳(chuan) 感器連接到非電氣隔離AI
注意：連線並連接2線製傳(chuan) 感器和電阻型傳(chuan) 感器時，切勿將M-和MANA互連。在M-和MANA互連處生成均衡電流，並破壞測量值。
C、非隔離模擬量輸入模塊
非隔離傳(chuan) 感器與(yu) 本地接地電位互連。使用非隔離傳(chuan) 感器時，請務必始終將MANA和本地接地點互連。
當地的環境條件或幹擾都有可能引起本地分布的測量點之間的電位差VCM(靜態或動態)。如果超出VCM的最大值，請用等電位導線連接各測量點。
情況I：將非隔離傳(chuan) 感器連接到電氣隔離模擬量模板。將非隔離傳(chuan) 感器連接到電氣隔離模塊時，可在接地模式或未接地模式下操作CPU/IM 153，如圖15所示。

圖15  將非隔離傳(chuan) 感器連接到電氣隔離AI
情況Ⅱ：將1非隔離傳(chuan) 感器連接到非隔離模擬量模板。如果將非隔離傳(chuan) 感器連接到非隔離模塊，請務必在接地模式下操作CPU/IM 153，如圖16所示。

圖16  將非隔離傳(chuan) 感器連接到非電氣隔離AI
注意：不得將非隔離二線製傳(chuan) 感器/電阻傳(chuan) 感器連接到非隔離模擬量輸入!
D、模擬量輸出模板的連線及接地處理
對於(yu) 模擬量輸出模板與(yu) 負載之間的連線，與(yu) 模擬量輸入的處理方法類似，這裏不再詳細介紹，僅(jin) 給出相應的圖例及說明。
情況Ⅰ：將4線負載連接到電氣隔離模塊的電壓輸出。采用4線負載電路可獲得更高的精度。對S-和S+傳(chuan) 感器線路直接接線並連接到負載。這樣即可直接測量和修正負載電壓。幹擾和電壓突降可能會(hui) 在檢測線路S-和模擬電路MANA的參考回路同產(chan) 生電位差。此電位差不得超過設定的限製值。任何超過限製值的電位差都會(hui) 對模擬信號的精度產(chan) 生不利影響，如圖17所示。

圖17  負載到電氣隔離模擬量輸出模塊電壓輸出的4線製連接
情況Ⅱ：將2線製負載接線到非隔離模塊的電壓輸出。將負載連接到Qv端子和測量電路MANA的參考點，如圖18所示。在前連接器中，將端子S+互連到Qv，將端子S-互連到MANA；2線製電路不提供線路阻抗的補償(chang) 。

圖18    負載到非隔離模擬量模塊電壓輸出的2線製連接
情況Ⅲ：電流型輸出。
◆ 將負載連接到電氣隔離模塊的電流輸出，如圖19所示。

圖19  將負載連接到電氣隔離模擬量輸出模塊的電流輸出
◆ 將負載連接到非隔離模擬量輸出模塊的電流輸出，如圖20所示。

圖20   將負載連接到非電氣隔離模擬量輸出模塊的電流輸出
E、接地電纜的要求
對於(yu) PLC係統，常用電纜的線徑和布線要求如下：
要求I：使用正確的導線確保線徑適合承載所需的電流，電源和CPU的接線條件見表1
表1   電源和CPU的接線條件

前連接器的接線條件見表2
表2   前連接器的接線條件

要求Ⅱ：係統布線分組（高壓/電源/信號/數據電纜），用單獨的管道或單獨的電纜束來布放高壓、信號或數據線。數據電纜和低壓電纜與(yu) 其他電纜的布置要求見表3。
表3   數據電纜和低壓電纜與(yu) 其他電纜的布置要求

中壓電纜和其他電纜的布置要求見表4
表4   中壓電纜和其他電纜的布置要求

大於(yu) 400V電壓電纜和其他電纜的布置要求見表5
表4   大於(yu) 400V電壓電纜和其他電纜的布置要求
要求Ⅲ：所有地線應盡可能地短且應使用大線徑。例如：最小直徑為(wei) 10mm2。保護導體(ti) 連接導軌接線如圖如21所示。
圖21  保護導體(ti) 連接導軌連接示意圖
實際安裝如圖22所示。

圖22    現場安裝的導軌接地
注意： 請始終確保保護導體(ti) 和導軌之間的低阻抗連接。可通過以下方法達到此目的：使用低阻抗電纜，盡可能地縮短該電纜的長度，使用較大的接觸表麵積。