電氣硬件設(shè)計(jì)注意事項(xiàng).doc

電氣硬件設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)-個(gè)人瞎寫寫，錯(cuò)誤之處請(qǐng)見諒，如果愿意反饋回來(lái)非常感謝。有些圖片或者內(nèi)容來(lái)自網(wǎng)絡(luò)。1簡(jiǎn)介：本文介紹常規(guī)設(shè)備的電氣設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括硬件選型介紹，解釋以及注意事項(xiàng)等，包括： 控制系統(tǒng)選型以及設(shè)計(jì)，包括PLC，觸摸屏，上位機(jī)等； 低壓電氣選型以及設(shè)計(jì)，包括低壓配電部分，控制部分； 外圍傳感器設(shè)備選型，包括各種傳感器，閥島等； 加熱系統(tǒng)的選型以及設(shè)計(jì)，包括調(diào)功器，變壓器，SSR等； 其他。2控制系統(tǒng)選型以及設(shè)計(jì)：2.1控制系統(tǒng)選型以及設(shè)計(jì)：包括PLC，觸摸屏，上位機(jī)等； PLC選型依據(jù)： 系統(tǒng)復(fù)雜程度：一般來(lái)說(shuō)，點(diǎn)數(shù)在100個(gè)之內(nèi)的選擇S7 1200比較合適，如果再?gòu)?fù)雜一點(diǎn)，建議選擇S7 300系列或者新款1500系列。 設(shè)備的價(jià)格：如果設(shè)備賣價(jià)高，那就用貴點(diǎn)的。 觸摸屏：工藝簡(jiǎn)單，無(wú)需經(jīng)常屏幕手動(dòng)操作的，可以選擇觸摸屏+PLC的方式； 基于電腦的人機(jī)界面：但是對(duì)于工藝稍微復(fù)復(fù)雜的，建議選擇基于電腦的人機(jī)界面，比如西門子的WinCC，或者Intouch等。2.2模塊的選型 根據(jù)機(jī)械的原理圖，計(jì)算IO點(diǎn)數(shù)，根據(jù)點(diǎn)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(chǎng)的傳感器，模塊的數(shù)量和電壓，電流輸入進(jìn)行選擇。 注意模擬量信號(hào)的負(fù)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，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(shí)候注意有些斷路器分為load側(cè)和Line側(cè)，這種明確標(biāo)出的必須Line側(cè)進(jìn)線，Load側(cè)出線，否則過(guò)熱分?jǐn)鄷?huì)有問(wèn)題；進(jìn)口產(chǎn)品一般上下進(jìn)出線不區(qū)分。如下圖中間照片。斷路器的分?jǐn)嗄芰?，一般選擇常規(guī)即可，分?jǐn)嗄芰Φ囊馑际嵌啻蟮碾妷呵闆r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(shí)候向供應(yīng)商咨詢提出；如果開關(guān)太大，比如1200A以上，建議選擇電動(dòng)合閘功能，包括電氣合閘，自動(dòng)儲(chǔ)能+手動(dòng)儲(chǔ)能，機(jī)械分閘按鈕+分閘指示，欠壓脫扣選項(xiàng)等，否則開關(guān)太重，不容易推得動(dòng)。選型應(yīng)該適當(dāng)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(guò)熱和過(guò)流保護(hù)，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(shè)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(lái)為220VAC的設(shè)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(shè)備，比如廣東，設(shè)備的Sitop電源有一次一個(gè)月燒壞2次，他們自己的軟啟動(dòng)器和變頻器也經(jīng)常出問(wèn)題；2，加裝隔離變壓器之后，有安全保護(hù)作用；3，對(duì)于沒(méi)有N線的系統(tǒng)，采用隔離變壓器的方式不受系統(tǒng)主進(jìn)線的影響。注意事項(xiàng)： 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(jí)；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(guò)該電壓的回路必須選用耐壓等級(jí)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(jì)算得出，一般1000VA左右即可； 合理計(jì)算進(jìn)線和出線的空氣開關(guān)的容量，一般負(fù)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(hù)的作用。3.3系統(tǒng)內(nèi)部24VDC供電24VDC電源設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)： 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(jí)； 開關(guān)電源取電來(lái)自隔離變壓器，這樣電網(wǎng)的波動(dòng)以及諧波信號(hào)不會(huì)對(duì)開關(guān)電源產(chǎn)生影響，至少不會(huì)燒壞電源； 開關(guān)電源之后的空開容量選型根據(jù)一般負(fù)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(shè)備需要適當(dāng)選大點(diǎn)，考慮所有電磁閥等都打開的情況，否則工作時(shí)空氣開關(guān)跳開，影響工藝。 對(duì)于輸出類設(shè)備，需要再輸出的空開之后增加一個(gè)控制點(diǎn)，以便根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)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?yàn)榻涣鞯目梢苑謹(jǐn)嘀绷鞯?，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(guò)該電壓的回路必須選用耐壓等級(jí)高的空氣開關(guān)。3.4小系統(tǒng)以及照明回路配電對(duì)于試驗(yàn)臺(tái)性質(zhì)的小系統(tǒng)以及照片回路，采用漏電保護(hù)開關(guān)進(jìn)行保護(hù)。3.5直接啟動(dòng)的電機(jī)和泵的控制回路設(shè)計(jì)對(duì)于沒(méi)有特殊要求的電機(jī)和泵，有以下的控制方式： 采用空氣開關(guān)（過(guò)流保護(hù)）+熱繼電器（過(guò)熱保護(hù)）； 采用馬達(dá)保護(hù)開關(guān)（過(guò)熱+過(guò)流保護(hù)）；我們選擇馬達(dá)保護(hù)開關(guān)的方式，比較簡(jiǎn)單，接線少。 對(duì)于控制接觸器，我們選擇交流接觸器，成本比較經(jīng)濟(jì)。 同時(shí)接收馬達(dá)保護(hù)開關(guān)和接觸器的觸點(diǎn)信號(hào)判斷是否啟動(dòng)。注意事項(xiàng)： 對(duì)于單相或者兩相的系統(tǒng)系列，選擇的空氣開關(guān)可能沒(méi)有單極和雙極結(jié)構(gòu)，因此在做單極或雙極使用時(shí)，必須使電流通過(guò)所有的主觸點(diǎn)極。 接線的時(shí)候必須選擇合適的線鼻子，并且接緊，尤其對(duì)于10-25mm2粗細(xì)的電纜，尤其注意。3.6需要軟啟動(dòng)的電機(jī)和泵的控制回路設(shè)計(jì)對(duì)于大于35KW的風(fēng)機(jī)泵類或者需要調(diào)速以及定位的電機(jī)，此時(shí)考慮采用軟啟動(dòng)器或者變頻器進(jìn)行控制。 軟啟動(dòng)器：?jiǎn)?dòng)類型選擇電壓斜坡+電流限幅，啟動(dòng)電流選小點(diǎn)，啟動(dòng)的時(shí)間選長(zhǎng)點(diǎn)即可。 變頻器：對(duì)于端子排控制的，需要如下信號(hào)： 系統(tǒng)正傳，反轉(zhuǎn)； 頻率給定，根據(jù)幾檔速度選擇幾個(gè)DO給定； 故障復(fù)位； 報(bào)警信號(hào)輸出 抱閘信號(hào)輸出（如果電機(jī)帶抱閘） 變頻器：對(duì)于總線控制的，需要如下信號(hào)： 抱閘信號(hào)輸出（如果電機(jī)帶抱閘） 其余信號(hào)均可通過(guò)總線給定 注意事項(xiàng)：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(shí)候柜內(nèi)震動(dòng)大會(huì)出問(wèn)題。 注意事項(xiàng)： 一定選擇快熔作為保護(hù)設(shè)備，不能選擇空開，否則出問(wèn)題的時(shí)候沒(méi)法起保護(hù)作用； 快熔的大小嚴(yán)格按照手冊(cè)推薦來(lái)選。 變頻器的出線不能加接觸器，據(jù)說(shuō)操作不當(dāng)會(huì)燒變頻器； 如果是變頻提升或者有快速停車的場(chǎng)合，則推薦增加制動(dòng)電阻，否則系統(tǒng)會(huì)報(bào)錯(cuò)，當(dāng)然如果選擇帶電源反饋的變頻器除外（會(huì)貴一點(diǎn)）；4外圍傳感器設(shè)備選型外圍傳感器設(shè)備選型，包括各種傳感器，閥門，閥島等。信號(hào)直接進(jìn)模塊，如果需要硬件連鎖，則進(jìn)繼電器，后到模塊。 柱燈喇叭按鈕指示燈等 柱燈接線的時(shí)候注意下，設(shè)備上建議選擇粗一點(diǎn)的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)看過(guò)去不會(huì)太單??； 喇叭根據(jù)客戶現(xiàn)場(chǎng)，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(bào)警，也不能讓喇叭一直響，而是響幾秒，停幾秒，否則出故障時(shí)沒(méi)有即使復(fù)位，可能喇叭就燒了。5加熱系統(tǒng)的選型以及設(shè)計(jì)加熱系統(tǒng)的選型以及設(shè)計(jì)，包括調(diào)功器，變壓器，SSR等；5.1變壓器的選型以及控制對(duì)于石墨加熱系統(tǒng)，需要采用降壓變壓器對(duì)其進(jìn)行控制。先明確幾個(gè)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(gè)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(gè)很重要，因?yàn)楹懔鞑粫?huì)燒壞設(shè)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(duì)于電阻絲加熱系統(tǒng)，一般直接采用調(diào)功器對(duì)其進(jìn)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(bào)警。5.3固態(tài)繼電器的選型以及控制對(duì)于單相或者三相加熱系統(tǒng)，可以采用SSR固態(tài)繼電器對(duì)其進(jìn)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(shí)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(diǎn)，一般額定電流的2倍左右。6其他根據(jù)設(shè)備的不同以及客戶特殊要求，設(shè)計(jì)做相應(yīng)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(dá)保護(hù)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(chǎng)IO箱 注意事項(xiàng)：箱子一定要夠大，300x300或者300x400.否則線會(huì)亂成一團(tuán)糟。6.3端子 連接16mm2以下導(dǎo)線的端子盡量選擇彈簧端子，連接35mm2以上導(dǎo)線的端子必須選擇螺釘壓接型端子或銅排端子；大功率設(shè)備，