电气控制系统信号公共端的作用.doc

电气控制系统信号公共端的作用电气控制系统信号公共端（通常可分为交流信号公共端或直流信号的公共端）通常有两个作用，第一是作为控制信号的公共端，提供信号回流的终点，为被控制设备提供正确的控制电压；第二是为电控装置本身和操作人员提供必要的安全保证。下面将用三个简单的示例来描述信号公共端的连接对人员安全、设备安全、信号传输所产生的影响。1、 对操作人员安全的影响在如下的交流电机控制线路中，左侧电路带接零（公共端）保护，右侧电路无接零保护。 当发生电机绕组对电机外壳短路故障时，在左侧的电路中，短路电流通过公共线“N”或接地线（重复接地）形成流通回路，触发断路器QF跳闸切断电机的电源，从而使电机外壳无电源隔离，为操作人员提供了必要的保护。而在右侧的电路中，电机没有连接公共线“N”。当发生电机绕组对电机外壳短路故障时，短路电流通过电机的外壳与大地之间的接地电阻R和空气电阻r以及空气电容c与公共线“N”和其它相线形成回路。由于接地电阻R和空气电阻r的数值很大，而空气电容c的数值又非常小，所以流经断路器QF的电流非常小，不足以触发断路器QF跳闸，造成电机的外壳与电网的电压基本相等，该电压将给操作人员带来致命的危险。2、 对设备安全的影响如下的电路是8055i系统的PLC扩展接口插座X2及X7的连接示意图。其中X2插座的公共端（18,19号引脚）与直流24V的公共端0V相连通，而X7插座的公共端（18,19号引脚）未与直流24V的公共端0V相连通。在下述接线的状态下，X7插座的公共端（18,19号引脚）实际上是通过接地电阻和接地电容与大地形成回路的。当机床通电后，由于接地电阻和接地电容以及空气电阻和空气电容的存在，X7插座上的0V端的电压将是通过交流电网和24V直流稳压电源及其它旁路所传输过来的数值不确定的叠加电压，该电压的数值可能会达到击穿X7插座内部所连接的电子元器件的数值，造成X7接口损坏。另一方面，由于该电压的存在，将造成X7插座上1,20号脚上的电压超过24V，从而引发其它设备无法正常工作或产生的故障。但如果X7插座上的0V端与24V直流稳压电源的公共端0V直接相连接，则X7插座上的0V端将与24V直流稳压电源的0V端等电位，就不会产生上述的危险电压。 西工大的5轴激光焊接机的8070系统无法正常启动的原因与上述描述的情况基本相同。该机床上的2套松下伺服的位置反馈输出的0V端未与机床控制系统的0V公共端相连接，造成了8070系统的电源不正常。甚至使1套8070系统局部发生损坏。3、 对信号传输所产生的影响下面的电路是8055i系统X8模拟量输出插座与比例阀的连接电路（也是贵公司当前比例阀控制电路的实际接线方式） 在上述的电路中，由于8055i的模拟信号公共端GND没有与比例阀的公共端0V端直接连接（实际上是通过接地电阻、接地电容或其它旁路相连接的），造成8055i的模拟输出电压与比例阀的给定电压控制电路之间没有统一的模拟电压信号公共端。因此对于比例阀来说，由X8接口输出到比例阀控制放大器上的模拟电压（比例阀的0-10V端与0V端之间）的数值并不等于X8插座上第2 - 6脚之间的电压。并且该模拟电压的数值还会因为干扰而不断发生变化。当干扰电压数值达到一定的程度时，将会造成X8插座内部所连接的电子元器件损坏。上述错误的接线方式，是贵公司的8055i系统X8插座向比例阀输出模拟电压的输出口