電氣硬件設計注意事項.doc

電氣硬件設計注意事項-個人瞎寫寫，錯誤之處請見諒，如果愿意反饋回來非常感謝。有些圖片或者內(nèi)容來自網(wǎng)絡。1簡介：本文介紹常規(guī)設備的電氣設計，內(nèi)容包括硬件選型介紹，解釋以及注意事項等，包括： 控制系統(tǒng)選型以及設計，包括PLC，觸摸屏，上位機等； 低壓電氣選型以及設計，包括低壓配電部分，控制部分； 外圍傳感器設備選型，包括各種傳感器，閥島等； 加熱系統(tǒng)的選型以及設計，包括調(diào)功器，變壓器，SSR等； 其他。2控制系統(tǒng)選型以及設計：2.1控制系統(tǒng)選型以及設計：包括PLC，觸摸屏，上位機等； PLC選型依據(jù)： 系統(tǒng)復雜程度：一般來說，點數(shù)在100個之內(nèi)的選擇S7 1200比較合適，如果再復雜一點，建議選擇S7 300系列或者新款1500系列。 設備的價格：如果設備賣價高，那就用貴點的。 觸摸屏：工藝簡單，無需經(jīng)常屏幕手動操作的，可以選擇觸摸屏+PLC的方式； 基于電腦的人機界面：但是對于工藝稍微復復雜的，建議選擇基于電腦的人機界面，比如西門子的WinCC，或者Intouch等。2.2模塊的選型 根據(jù)機械的原理圖，計算IO點數(shù)，根據(jù)點數(shù)的不同，分配模塊，一般采用24VDC的數(shù)字量模塊； 模擬量的IO根據(jù)現(xiàn)場的傳感器，模塊的數(shù)量和電壓，電流輸入進行選擇。 注意模擬量信號的負極連在一起接地； 盡量采用屏蔽線，單端接地。3低壓電氣選型以及設計包括低壓配電部分，控制部分，分為：3.1系統(tǒng)主開關(guān)系統(tǒng)主開關(guān)的選型設計，一般分為：熔斷器+隔離開關(guān)，如下圖右側(cè)。熔斷器+斷路器斷路器，如下圖左側(cè)。我們采用僅斷路器的方式，選擇穆勒的斷路器。產(chǎn)品選型的時候注意有些斷路器分為load側(cè)和Line側(cè)，這種明確標出的必須Line側(cè)進線，Load側(cè)出線，否則過熱分斷會有問題；進口產(chǎn)品一般上下進出線不區(qū)分。如下圖中間照片。斷路器的分斷能力，一般選擇常規(guī)即可，分斷能力的意思是多大的電壓情況下短路此斷路器仍然可以正常斷開，不被燒壞。如果需要柜門操作單元，選型的時候向供應商咨詢提出；如果開關(guān)太大，比如1200A以上，建議選擇電動合閘功能，包括電氣合閘，自動儲能+手動儲能，機械分閘按鈕+分閘指示，欠壓脫扣選項等，否則開關(guān)太重，不容易推得動。選型應該適當留有余量，比如最大工作電流的1.2倍-1.5倍；主開關(guān)主要是過熱和過流保護，首次使用注意電流整定的旋鈕位置，比如0.8倍的額定值還是0.9倍的額定值。圖3 開關(guān)類型以及布置3.2系統(tǒng)內(nèi)部220VAC供電處于安全和設備可靠性方面的考慮，不直接采用系統(tǒng)的火線+零線的方式來為220VAC的設備供電，而是采用隔離變壓器供電，原因如下：1，南方地區(qū)的電網(wǎng)質(zhì)量很差，高次諧波經(jīng)常燒壞設備，比如廣東，設備的Sitop電源有一次一個月燒壞2次，他們自己的軟啟動器和變頻器也經(jīng)常出問題；2，加裝隔離變壓器之后，有安全保護作用；3，對于沒有N線的系統(tǒng)，采用隔離變壓器的方式不受系統(tǒng)主進線的影響。注意事項： 隔離變壓器之前選擇1P+N型空氣開關(guān)；空氣開關(guān)的脫扣類型為D級；所有120V以上的單相控制或配電回路空氣開關(guān)必須選用雙極空開（1P+N）?？諝忾_關(guān)耐壓一般最大為三相400V或單相230V，超過該電壓的回路必須選用耐壓等級高的空氣開關(guān)。 合理選擇隔離變壓器的大小，根據(jù)系統(tǒng)容量計算得出，一般1000VA左右即可； 合理計算進線和出線的空氣開關(guān)的容量，一般負載額定電流在空開容量（或額定值）的85%左右。 隔離變壓器的一端（n）不能接地，否則失去了保護的作用。3.3系統(tǒng)內(nèi)部24VDC供電24VDC電源設計的注意事項： 開關(guān)電源之前選擇1P+N型空氣開關(guān)；空氣開關(guān)的脫扣類型為D級； 開關(guān)電源取電來自隔離變壓器，這樣電網(wǎng)的波動以及諧波信號不會對開關(guān)電源產(chǎn)生影響，至少不會燒壞電源； 開關(guān)電源之后的空開容量選型根據(jù)一般負載額定電流在空開容量（或額定值）的85%左右選擇，但是有些位置的輸出設備需要適當選大點，考慮所有電磁閥等都打開的情況，否則工作時空氣開關(guān)跳開，影響工藝。 對于輸出類設備，需要再輸出的空開之后增加一個控制點，以便根據(jù)現(xiàn)場的情況關(guān)掉此路供電。 24VDC的出線根據(jù)電流選擇，20A建議選擇2.5mm2以上； 選擇空氣開關(guān)的時候注意有些空開是直流交流區(qū)分的，建議統(tǒng)一選擇交流的，因為交流的可以分斷直流的，反之則不可。注意：空氣開關(guān)耐壓一般最大為三相400V或單相230V，超過該電壓的回路必須選用耐壓等級高的空氣開關(guān)。3.4小系統(tǒng)以及照明回路配電對于試驗臺性質(zhì)的小系統(tǒng)以及照片回路，采用漏電保護開關(guān)進行保護。3.5直接啟動的電機和泵的控制回路設計對于沒有特殊要求的電機和泵，有以下的控制方式： 采用空氣開關(guān)（過流保護）+熱繼電器（過熱保護）； 采用馬達保護開關(guān)（過熱+過流保護）；我們選擇馬達保護開關(guān)的方式，比較簡單，接線少。 對于控制接觸器，我們選擇交流接觸器，成本比較經(jīng)濟。 同時接收馬達保護開關(guān)和接觸器的觸點信號判斷是否啟動。注意事項： 對于單相或者兩相的系統(tǒng)系列，選擇的空氣開關(guān)可能沒有單極和雙極結(jié)構(gòu)，因此在做單極或雙極使用時，必須使電流通過所有的主觸點極。 接線的時候必須選擇合適的線鼻子，并且接緊，尤其對于10-25mm2粗細的電纜，尤其注意。3.6需要軟啟動的電機和泵的控制回路設計對于大于35KW的風機泵類或者需要調(diào)速以及定位的電機，此時考慮采用軟啟動器或者變頻器進行控制。 軟啟動器：啟動類型選擇電壓斜坡+電流限幅，啟動電流選小點，啟動的時間選長點即可。 變頻器：對于端子排控制的，需要如下信號： 系統(tǒng)正傳，反轉(zhuǎn)； 頻率給定，根據(jù)幾檔速度選擇幾個DO給定； 故障復位； 報警信號輸出 抱閘信號輸出（如果電機帶抱閘） 變頻器：對于總線控制的，需要如下信號： 抱閘信號輸出（如果電機帶抱閘） 其余信號均可通過總線給定 注意事項：1，如果有編碼器，電纜選擇屏蔽雙絞線；2，DP插頭選擇擰螺絲的那種，不是穿刺壓緊的，穿刺壓緊有時候柜內(nèi)震動大會出問題。 注意事項： 一定選擇快熔作為保護設備，不能選擇空開，否則出問題的時候沒法起保護作用； 快熔的大小嚴格按照手冊推薦來選。 變頻器的出線不能加接觸器，據(jù)說操作不當會燒變頻器； 如果是變頻提升或者有快速停車的場合，則推薦增加制動電阻，否則系統(tǒng)會報錯，當然如果選擇帶電源反饋的變頻器除外（會貴一點）；4外圍傳感器設備選型外圍傳感器設備選型，包括各種傳感器，閥門，閥島等。信號直接進模塊，如果需要硬件連鎖，則進繼電器，后到模塊。 柱燈喇叭按鈕指示燈等 柱燈接線的時候注意下，設備上建議選擇粗一點的，遠遠看過去不會太單??； 喇叭根據(jù)客戶現(xiàn)場，一般小空間選擇24V的安裝到柱燈上，大的選擇電鈴或者高音喇叭，電鈴太容易壞，高音喇叭太貴。 程序上即使有新的報警，也不能讓喇叭一直響，而是響幾秒，停幾秒，否則出故障時沒有即使復位，可能喇叭就燒了。5加熱系統(tǒng)的選型以及設計加熱系統(tǒng)的選型以及設計，包括調(diào)功器，變壓器，SSR等；5.1變壓器的選型以及控制對于石墨加熱系統(tǒng)，需要采用降壓變壓器對其進行控制。先明確幾個概念： 變壓器銘牌的輸出電壓，比如0-50VAC，指的是線電壓，就是兩個相線之間的電壓； 變壓器的調(diào)功器一般采用的是恒流控制，這個很重要，因為恒流不會燒壞設備，短路的情況下頂多最大電流一直輸出； 5.2調(diào)功器的選型以及控制對于電阻絲加熱系統(tǒng)，一般直接采用調(diào)功器對其進行控制。 模擬量控制4-20ma； 調(diào)功器的余量一般取20%； 三相的最好帶電流不平衡報警。5.3固態(tài)繼電器的選型以及控制對于單相或者三相加熱系統(tǒng)，可以采用SSR固態(tài)繼電器對其進行控制。 固態(tài)繼電器可以采用溫控器直接輸出控制，或者PLC輸出控制； 固態(tài)繼電器安裝時需要考慮散熱，散熱不好的情況下容易燒壞；可以采用固態(tài)繼電器底部涂抹硅膠的方式； 余量選大點，一般額定電流的2倍左右。6其他根據(jù)設備的不同以及客戶特殊要求，設計做相應更改。6.1母線系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)的電流以及空間情況，可以考慮采用母排系統(tǒng)，所有的熔斷器和馬達保護開關(guān)以及接觸器均可掛在母排上?？臻g緊張的情況下，主開關(guān)亦可掛在主母線上。6.2現(xiàn)場IO箱 注意事項：箱子一定要夠大，300x300或者300x400.否則線會亂成一團糟。6.3端子 連接16mm2以下導線的端子盡量選擇彈簧端子，連接35mm2以上導線的端子必須選擇螺釘壓接型端子或銅排端子；大功率設備，