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Allen-Bradley 1753 系列 GuardPLC 1800 控制器
时间: 2025-09-18浏览次数：
Allen-Bradley 1753 系列 GuardPLC 1800 控制器
Allen-Bradley 1753 系列 GuardPLC 1800 控制器
核心框架与适用范围
以 “安全规范→硬件认知→安装实操→功能验证” 为逻辑主线，覆盖控制器从前期准备到后期测试的全流程。适用产品为GuardPLC 1800 安全控制器，是具备安全认证的可编程电子系统（PES），集成 24 路数字输入、8 路数字输出、2 路高速计数器、8 路模拟输入及 4 路 GuardPLC 以太网通信接口，符合 SIL 3（IEC 61508）和 PLe（ISO 13849-1 Cat.4）安全等级，适用于机械安全控制、过程安全监控等对故障容错和风险控制要求极高的场景。
核心内容梳理
（一）控制器概述与安全规范
核心功能与硬件组成
功能集成：支持安全与非安全通信分离，安全通信通过 4 路 10/100BaseT RJ45 接口（GuardPLC 以太网协议）连接分布式 I/O、其他 GuardPLC 控制器或 OPC 服务器；非安全通信通过 3 路 9 针 D-shell 接口（RS-485 等）实现 Modbus 从站、Profibus-DP 从站（仅 1753-L32BBBP-8A）等功能。
硬件结构：含 DIN rail 安装卡扣、24V DC 电源接口、I/O 插拔式端子、高速计数器接口、以太网接口（顶部 2 路 + 底部 2 路）、复位按钮（ recessed 设计，防误触）、状态指示灯（24V DC、RUN、ERROR、PROGress 等），控制器为开放式设计，需安装在封闭外壳内（防护等级≥IP20）。
安全与环境规范
操作资质：需由经培训的专业人员操作，且需熟悉安全相关 PES 的应用要求（如 EN ISO 13849-1、IEC 61508）。
静电防护：控制器对静电敏感，操作时需触摸接地物体放电、佩戴接地腕带，禁止触碰电路板引脚或元器件，闲置时存于防静电包装。
环境要求：
工作温度 0°C~60°C（32°F~140°F），存储温度 - 40°C~85°C（-40°F~185°F）；
相对湿度 10%~95%（无冷凝），污染等级 2 工业环境，海拔≤2000 米（无需降额）；
需安装在金属外壳内，外壳需具备阻燃特性（火焰传播等级 5VA/V0 等），内部仅可通过工具访问，避免触电风险。
（二）安装流程：从固定到接地
DIN rail 安装（仅支持 DIN rail，不支持面板安装）
对准导轨：将控制器顶部卡槽挂在 IEC 标准 DIN rail（如 199-DR1）上，导轨推荐使用镀锌黄铬钢材质（确保接地良好），每 200mm（7.8 英寸）固定一次并加装端锚。
锁定装置：用一字螺丝刀插入外壳与卡扣间隙，向下扳动卡扣，将控制器推向导轨后释放卡扣，完成锁定；拆卸时反向操作即可。
散热要求：水平安装，上下预留至少 100mm（3.94 英寸）间隙，避免安装在加热设备上方，确保空气流通，必要时加装风扇。
接地配置
双重接地：控制器通过 DIN rail 实现功能接地，同时需通过外壳左上角的专用接地螺钉（带接地符号）连接保护接地，接地导线需符合当地电气规范（参考《Industrial Automation Wiring and Grounding Guidelines》1770-4.1）。
导轨要求：禁止使用铝、塑料等易腐蚀或导电不良的导轨，避免接地不良导致设备故障或安全风险。
（三）接线规范：电源与 I/O 回路
电源接线（24V DC）
电源要求：需使用符合 EN 60950/UL 1950 的隔离电源，且为 SELV（安全特低电压）或 PELV（保护特低电压）等级，SELV 电压≤30V rms/42.4V 峰值 / 60V DC，PELV 需连接保护接地。
接线细节：通过 4 针端子接入电源，L+（正极）、L-（负极）需正确连接（无反极性保护，接反会损坏控制器）；端子支持最大 2.5mm²（14 AWG）导线，需外接 10A 延时熔断器保护；L + 和 L - 端子内部连通，可通过剩余端子实现 24V DC Daisy-chain 供电至其他设备。
电流特性：控制器最大电流消耗 9A（含 I/O 负载），自身运行需 1A，剩余 8A 可用于为输入 / 输出设备供电。
数字输入接线（24 路，分 3 组，每组 8 路）
供电与回路：每组输入由独立 LS+（24V DC 传感器电源，具备短路保护）供电，输入信号参考 L-（公共端）；支持干触点输入或带独立电源的传感器（如安全光幕），外部电源负极需与控制器 L - 连接。
安全设计：遵循 “闭合电路原则”，故障时输入信号默认复位为 “0”（失电安全状态）；若检测到输入故障（如短路），故障通道输入信号强制为 “0”，FAULT 指示灯激活。
端子规格：端子支持 0.13~1.3mm²（26~16 AWG）导线，拧紧扭矩 0.51N・m（4.5 lb・in），端子 11-20、21-30、31-40 分别对应 3 组输入的 LS+、输入通道、L-。
数字输出接线（8 路）
负载能力：
通道 1~3、5~7：60°C 时最大 0.5A / 通道；
通道 4、8（重载通道）：60°C 时 1A / 通道，50°C 时 2A / 通道；
总输出电流≤7A，每通道最小负载 2mA，过流时输出关闭，故障排除后自动恢复。
接线要求：输出回路需使用对应组的 L-（端子 1/10）作为公共端，即使 L - 内部连通，仍推荐按组使用（EMC 测试验证配置）；感性负载建议并联 1N4004 二极管抑制干扰电压。
安全特性：故障时所有输出强制关闭（失电安全状态），外部线路无监控，但短路会触发故障指示。
模拟输入接线（8 路，单极性）
信号类型：
电压信号：0~10V DC（需外接 10kΩ 分流电阻）；
电流信号：0~20mA（需外接 500Ω 分流电阻）；
未使用的模拟输入需短路（接 I 与 L-），避免干扰。
布线规范：使用屏蔽双绞线，屏蔽层两端接地，最大布线长度 300m（984 英尺）；端子 41-64 对应 8 路输入的变送器电源（T1-T8）、信号输入（I1-I8）、参考端（L-），支持 0.13~1.3mm²（26~16 AWG）导线。
高速计数器接线（2 路，24 位）
功能配置：每路计数器含 A（计数输入）、B（方向输入）、Z（复位输入）3 个端子，支持 5V/24V DC 信号，最大输入频率 100kHz，可作为计数器或 3 位格雷码解码器。
接线要求：使用屏蔽双绞线，屏蔽层两端接地，最大布线长度 500m（1640 英尺）；端子 65-72 对应 2 路计数器的 A1/B1/Z1/L-、A2/B2/Z2/L-，未使用的输入无需端接。
（四）通信连接：安全与非安全分离
安全通信（GuardPLC 以太网）
接口配置：4 路 RJ45 接口（顶部 2 路 + 底部 2 路），内部通过以太网交换机连接，支持自动协商（全 / 半双工、10/100Mbps），可使用直连或交叉网线，支持星形 / 线型拓扑（禁止网络环路）。
应用场景：连接分布式安全 I/O、其他 GuardPLC 控制器、OPC 服务器（需 1753-OPC 模块）及编程软件，MAC 地址贴于底部 RJ45 接口旁。
非安全通信（3 路 9 针 D-shell 接口）
接口功能：
COMM1：RS-485，支持 Modbus 从站（1753-L32BBBM-8A）或 Profibus-DP 从站（1753-L32BBBP-8A）；
COMM2：预留（TBD）；
COMM3：RS-485，支持 GuardPLC ASCII 协议；
引脚定义：3 脚（RxD/TxD-A）、8 脚（RxD/TxD-B）为数据收发，5 脚（DGND）为数据地，6 脚（VP）为 5V 电源，4 脚 / 9 脚为控制信号。
默认参数：IP 地址默认 192.168.0.99，系统 ID（SRS）默认 60000，可通过透明标签记录自定义参数（注意不遮挡通风孔）。
（五）故障诊断与状态指示
复位按钮操作
触发场景：忘记编程软件在线密码、无法获取 IP 地址 / SRS 时，需用绝缘针按压复位按钮（顶部 recessed 孔，距左边缘 4~5cm）。
复位流程：按压按钮并保持 20 秒，同时重启控制器（断电再上电），复位后仅保留默认账户，IP 地址 / SRS 恢复默认值；下次上电时恢复复位前或复位后修改的参数（取决于是否修改）。
控制器自检
电源监测：24V DC 电压低于 19.3V 触发报警 1（记录内部变量），低于 15.4V 触发报警 2（准备停机），低于 13.0V 自动关机。
温度监测：60°C~70°C 触发警告，＞70°C 触发主报警，降至 64°C~54°C 主报警解除（警告保留），降至＜54°C 恢复正常。
状态指示灯解读
| 指示灯 | 状态 | 含义 |
| 24V DC | 常亮 | 24V DC 电源正常 |
| | 熄灭 | 无电源或电源故障 |
| RUN | 常亮 | 正常运行（执行程序、处理 I/O、通信、自检） |
| | 闪烁 | STOP 模式（未执行程序，输出复位，如急停触发） |
| | 熄灭 | ERROR_STOP 模式（见 ERROR 灯） |
| ERROR | 常亮 | 硬件故障（控制器、I/O、计数器）、系统软件错误、看门狗超时（超周期），需软件重启 |
| | 熄灭 | 无错误 |
| PROGress | 常亮 | 上传新控制器配置中 |
| | 闪烁 | 上传新操作系统至非易失 ROM 中 |
| FAULT | 常亮 | 程序逻辑错误、配置故障、操作系统损坏 |
| | 闪烁 | ROM 写入错误、I/O 故障 |
| OSL | 闪烁 | 紧急操作系统加载器激活 |
| BL | 闪烁 | 引导加载器无法加载操作系统 |
| 以太网（绿 / 黄） | 绿常亮 | 全双工；黄常亮：连接建立 |
| | 绿闪烁 | 冲突；黄闪烁：接口活动 |
（六）技术规格与认证
核心参数
内存：最大 250KB 用户程序内存、250KB 应用数据内存；
安全性能：最小看门狗时间 10ms，最小安全时间 20ms；
绝缘电压：I/O 与以太网、以太网与 DC 电源间 50V DC（基础绝缘）；
防护等级：IP20（控制器本体），尺寸 257×114×66mm（宽 × 高 × 深），重量 1.2kg。
安全认证：UL Listed（美加）、CE（EMC 指令 2004/108/EC）、C-Tick（澳大利亚）、TÜV 认证（SIL 3/IEC 61508、PLe/ISO 13849-1）。
关键注意事项与补充资源
合规性核查：接线需符合当地电气规范（如 NEC、IEC），安全回路设计需满足对应安全等级要求，避免因配置不当降低安全性能。
EMC 防护：模拟输入、高速计数器、以太网需使用屏蔽线，屏蔽层两端接地；电源回路加装滤波器，减少电磁干扰对安全功能的影响。
