以下内容节选自机械工业出版社出版的《西门子自动化系统接地指南》，作者杨工。更多更详细的内容请您参考《西门子自动化系统接地指南》一书。

第1章    西门子自动化控制系统的接地

1.1    PLC系统的接地规范

西门子PLC系统分为S7-200、S7-300、S7-400、S7-1200以及S7-1500系列。其中

S7-200系列PLC为小型PLC，使用方式与S7-200Smart以及S7-1200一致，因此，这里主要介绍的是S7-300、S7-400、S7-1200以及S7-1500系列PLC在模块接地、屏蔽线处理等方面的内容，而S7-200系列产品的相关内容可以参考其手册。

1.1.1      S7-300系列PLC的接地规范

        S7-300系列PLC是西门子应用最多的PLC系列产品，而由于西门子其他系列的PLC系统的特性与S7-300系列产品均类似，因此本部分介绍的原则将基本适用于整个PLC部分。

1      S7-300 PLC系统接地总原则

        对于PLC及控制系统的整体的供电及接地的要求，主要有以下几点原则：

• 系统主回路采用三相五线制供电，主回路须增加相应的开关及保护装置

• 负载电源从主回路供电中取电，如果是多个负载电源，则应按照负载均衡的原则进行分配

•  负载侧电源，无论是直流还是交流，均应增加短路和过载保护

• 系统接地电阻不大于4Ω

•  机柜中的接地母线与系统的PE线相连

• 机柜的外壳、设备安装背板均应保证通过金属部件连接在一起，并与接地母线相连

• 设备安装背板应考虑EMC特性（例如采用镀锌板）

• 系统中的电气设备的PE端子应与接地母线相连，并保证就近相连以及连接电缆尽量粗，尽量短的原则

• 应注意柜内电气设备的其他接地要求

         关于这些原则，请参考S7-300PLC的供电及接地原理图（图2-1）。

图2-1 系统供电、接地原理图

2      S7-300 PLC系统的接地规范

（1）    电源模板（PS307）的接地要求

对于电源模板，供电均采用220V/120V交流电源，注意电源需要连接PE线。电源模板输出为CPU及模板提供24VDC电源（图2-2）。

 图2-2 PS电源和CPU连接示意图

（2）    CPU的接地连接

1）   CPU 31x 接参考地电位

        在S7-300的CPU的电源端子处，插着一个滑动金属片，将该滑动金属推进去时，DC 24V的M端将通过该滑动金属片与CPU的安装导轨相连，通过导轨实现接地，所有从M来的干扰电流都可以被释放至接地导线/地（图2-3）。

        默认情况下，滑动金属片都是推进去的。

图2-3 CPU31X的接地参考电位示意（默认状态）

实际设备中如下所示（图2-4）：

图2-4 CPU上的滑动金属片未拔出

2）   CPU 31x 浮地系统

        如果系统的“地”并不干净，或者希望将系统做成浮地的，则可以将该金属滑动片撬出，此时M和导轨分开，系统与“地”是不直接相连的，而是通过 RC 回路进行隔离连接的。

图2-5 CPU31X的未接地参考电位示意

实际设备中如下所示（2-6）：

2.1.2      S7-1500 PLC系统的接地规范

1.    S7-1500 PLC系统的接地总览

（1）    整体配置中的 S7-1500/ET 200MP

        S7-1500（及ET200MP）系统产品是西门子最新的控制器系列产品，供电部分依然取单相（L1、N和PE）给AC/DC电源转换模块输入供电，输出24V电源给CPU等供电，同时也给机架上的其他模板内部芯片提供电源。机架导轨、参考位M和机柜与机柜内的接地母线连接，最后与TN-S供电系统的PE连接。

        图2-48显示了通过 TN-S 为S7-1500/ET 200MP系统供电及接地的的基本原理。

图2-48 具有接地参考电位的S7-1500/ET200MP供电、接地原理图

（2）    S7-1500系统的电气隔离

        在电气设计上，S7-1500系统/ET 200MP 分布式 I/O 系统以及组件之间都是电气隔离的：

•  系统电源 (PS) 初级侧和所有其它电路组件之间；

•  CPU/接口模块的 (PROFIBUS/PROFINET) 通信接口和所有其它电路组件之间；

•  负载电路/过程电子元件和 S7-1500/ET 200MP 的所有其它电路组件之间。

        例如：S7-1500 系统的电位关系（图2-49）

图2-49  S7-1500 的电位关系（以 CPU 1516-3 PN/DP 为例）

以及PROFINET IO 上 ET 200MP 的电位关系（图2-50）

图2-50  ET 200MP 的电位关系（以 IM 155-5 PN HF 接口模块为例）

 与PROFIBUS DP 上 ET 200MP 的电位关系（图2-51）

     图2-51  ET 200MP 的电位关系（以 IM 155-5 DP ST 接口模块为例） 

如上面三图中，背板总线连接在一起，PS电源和CPU/IM的M参考位均通过RC和导轨隔离，IO模块通过电容和安装导轨隔离，导轨与机柜内的接地母线连接，最后与TN-S供电系统的PE连接。

        通过集成 RC 装置或集成电容来传导高频干扰电流，并且会消除静电荷。尽管使用接地安装导轨，但由于高阻型RC连接，必须将 S7-1500 自动化系统/ET 200MP 分布式I/O 系统的参考电位视为未接地。