西門子變頻器6SE6430-2UD41-1FB0            西門子變頻器6SE6430-2UD41-1FB0

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  總開關(guān)的設(shè)計要求是：開關(guān)必須具有足夠的分?jǐn)嗄芰Γ仨毮軌蚍謹(jǐn)嗵幱?ldquo;堵轉(zhuǎn)”狀態(tài)的電動機的電流與其他所有用電設(shè)備和電動機的電流總和。

    通過總開關(guān)，原則上應(yīng)能斷開設(shè)備中的所有用電設(shè)備電源，例外的是，當(dāng)設(shè)備安裝有需要在總電源切斷情況下使用的安全保護裝置——如維修用電源、維修用照明、設(shè)備安全防護的解鎖裝置等部件時，允許這部分的電源直接連接在設(shè)備進線上，不通過總開關(guān)分?jǐn)?。但是，即便如此，以上電路仍然需要安裝獨立的短路保護器件（如斷路器等）。

    3．保護裝置的安裝

    為了對設(shè)備主回路進行可靠、有效的保護，設(shè)備中每一個獨立的部件都必須安裝用于短路、過電流保護的保護器件（如斷路器等），保護器件必須具有足夠的分?jǐn)嗄芰?，必須能夠可靠分?jǐn)啾槐Ｗo的用電設(shè)備或電動機。

    出于調(diào)試、維修的需要與系統(tǒng)的可靠性與安全性的考慮，原則上對于不同類型的主回路，如電機主回路、驅(qū)動主回路等，在每一部件獨立安裝保護器件的基礎(chǔ)上，還應(yīng)對每一大類分類安裝總保護斷路器。

    對于輸入／輸出點數(shù)、種類較多、構(gòu)成復(fù)雜、控制要求較高的控制系統(tǒng)，當(dāng)外部輸入／輸出信號共用電源時，應(yīng)采用分組的形式進行供電，每組通過獨立的保護斷路器進行保護與通／斷控制。

    4．接地與抗干擾

    從安全角度考慮，控制系統(tǒng)應(yīng)安裝總接地母線，用于電位平衡與接地。與主回路連接的各種獨立電氣控制裝置，應(yīng)有專門的、符合要求的接地連接線與設(shè)備接地母線進行連接，以防止干擾，提高可靠性。

    系統(tǒng)中容易產(chǎn)生干擾或是容易受到外部干擾的電氣控制裝置，如PLC、數(shù)控裝置(CNC)、伺服驅(qū)動器、變頻器等，應(yīng)通過隔離變壓器、濾波電抗器等與電源進行連接，以抑制線路干擾。

    系統(tǒng)中的需要通斷的大功率負(fù)載，應(yīng)在線路上安裝浪涌電壓吸收器，以抑制負(fù)載通斷產(chǎn)生的過電壓與干擾。

    5．輔助控制電源的設(shè)計

    用于系統(tǒng)安全保護、緊急停機控制的裝置（如制動器、安全門保護等）的輔助電源，應(yīng)確保不會因“急停”等操作而分?jǐn)唷?/p>

    系統(tǒng)中可靠性要求較高的控制部件，如PLC的電源輸入、CNC的電源輸入等，當(dāng)它們?yōu)橹绷鱀C24V供電時，應(yīng)盡可能采用獨立的穩(wěn)壓電源進行供電；當(dāng)采用交流供電時，應(yīng)安裝獨立的隔離變壓器，原則上不要與系統(tǒng)的其他控制電路與執(zhí)行元件（如電磁閥、220V/24V控制回路等）共用電源。

    PLC輸入／輸出所需要的傳感器、開關(guān)、執(zhí)行元件電源，應(yīng)盡可能采用外部電源供電的形式，以防止由于外部線路故障引起的PLC損壞。

    注意：在歐洲，目前已經(jīng)對工業(yè)電氣控制設(shè)備的主回路實行3相AC400V與單相AC230V標(biāo)準(zhǔn)，以取代傳統(tǒng)的3相AC380V與單相AC220V標(biāo)準(zhǔn)，因此，在進行出口設(shè)備設(shè)計以及進口設(shè)備維修時，應(yīng)引起注意。

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PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計非常注重步驟和程序化，是一個系統(tǒng)工程，在設(shè)計中要想做到熟練自如必須反復(fù)的進行實踐。本文介紹了PLC系統(tǒng)在自動化生產(chǎn)過程中的設(shè)計要點，這些設(shè)計曾經(jīng)在實際運用中具有良好的效果，值得設(shè)計者的借鑒。

　　1. 硬件設(shè)計

　　PLC控制系統(tǒng)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)就是硬件設(shè)計，它關(guān)系著系統(tǒng)運行安全性、可靠性和穩(wěn)定性。主要包括輸入和輸出兩個方面。

　　(1)PLC控制系統(tǒng)的輸入電路設(shè)計。一般供電電源為AC85-240V，適應(yīng)電源的范圍很寬，但是為了抗干擾應(yīng)該加裝1:1隔離變壓器、電源濾波器等電源凈化元件；隔離變壓器也可以選擇采用變壓器初級和次級線圈屏蔽層和初級電氣中性點接大地，次級線圈屏蔽層接PLC輸入電路接大地等，這些雙層隔離技術(shù)可以減少干擾。

　　(2)PLC控制系統(tǒng)的輸出電路設(shè)計。按照生產(chǎn)工藝的要求，各種變頻器、指示燈和數(shù)字直流調(diào)速器的啟動和停止應(yīng)該采用晶體管輸出，主要是由于它能夠適用于高頻動作并響應(yīng)時間較短；若PLC控制系統(tǒng)的輸出頻率小于6次/60s，則為繼電器輸出，因為采用這種方法設(shè)計的輸出電路較為簡單，并且抗干擾和負(fù)載能力都很強。若PLC輸出帶電磁線圈等感性負(fù)載，那么負(fù)載斷電時將會對PLC產(chǎn)生沖擊，所以，直流感性負(fù)載時應(yīng)接續(xù)流二極管，交流感性負(fù)載應(yīng)并接浪涌吸收電路，這兩種方法可以有效保護PLC控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性

　　(3)PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計。隨著自動化技術(shù)日新月異的發(fā)展，變頻調(diào)速裝置和晶閘管可控整流的廣泛使用，為交流電網(wǎng)帶來了污染，同時給PLC控制系統(tǒng)也帶來了很多干擾，因此防干擾也成為PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計要點。一般常采用三種方式：其一，隔離。原副邊繞組之間的分布電容耦合而形成了電網(wǎng)中的高頻干擾，因此，應(yīng)采用1:1超隔離變壓器，并將中性點經(jīng)電容與大地連接。其二，利用金屬外殼屏蔽。這種方法是將PLC系統(tǒng)放置于金屬柜內(nèi)，金屬外殼接地可以起到很好的靜電和磁場屏蔽的效果，以防止輻射干擾。其三，布線。強電動力線路與弱電信號線需分開走線，并保持一定的間隔，模擬信號傳輸線適宜采用雙絞線屏蔽電纜。

　　2. PLC控制系統(tǒng)的整理軟件設(shè)計

　　PLC控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計工作應(yīng)該與硬件設(shè)計的同時著手。將PLC控制系統(tǒng)的工藝流程圖轉(zhuǎn)化為梯形圖是PLC系統(tǒng)的關(guān)鍵問題，也是該系統(tǒng)軟件設(shè)計的重要任務(wù)，軟件設(shè)計的具體表現(xiàn)為編寫程序。軟件設(shè)計的主要方面有以下幾點：

　　(1)PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計思想。良好的軟件設(shè)計思想是控制工程應(yīng)用中的是關(guān)鍵軟件設(shè)計應(yīng)該容易讓工程技術(shù)人員理解、掌握、調(diào)試和日常維護。按照生產(chǎn)過程中的復(fù)雜程度不同、結(jié)構(gòu)形式的不同可以將程序分為基本程序與模塊化程序。其一，基本程序不僅可以作為一種獨立的程序控制簡單的生產(chǎn)工藝及其過程，還可以作為組合模塊結(jié)構(gòu)中的一個單元程序，基本程序的結(jié)構(gòu)方式分為順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)和條件分支結(jié)構(gòu)；其二，模塊化程序是把總體控制目標(biāo)程序劃分為多個程序模塊，且它們具有明確的子任務(wù)，這些程序模塊分別編寫、調(diào)試，終形成一個完成總?cè)蝿?wù)的總體程序。通常情況下我們采用這種設(shè)計思想，主要是因為各模塊之間具有相對的獨立性，且相互之間的關(guān)系簡單，程序交易修改，尤其適用于控制較為復(fù)雜的生產(chǎn)過程。

　　(2)PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計要點。PLC控制系統(tǒng)I/O分配，根據(jù)生產(chǎn)流水線從前至后，I/O點數(shù)從小到大；為了便于維護，應(yīng)盡可能將同一個系統(tǒng)、設(shè)備或者部件的I/O信號集中起來進行編址，計數(shù)器、定時器要統(tǒng)一編號，為了確保PLC系統(tǒng)正常運行且保證其可靠性，不能重復(fù)使用同一編號。程序中大量使用的中間標(biāo)志位或者內(nèi)部繼電器也要分配統(tǒng)一編號，待分配完成后，需列出中間標(biāo)志位或者內(nèi)部繼電器分配表和I/O分配表。對于彼此有關(guān)的輸出器件，輸出地址應(yīng)連續(xù)安排，例如電機的正/反轉(zhuǎn)等。

　　(3)PLC控制系統(tǒng)編程原則。PCL程序設(shè)計的基本原則是邏輯關(guān)系要簡單明了，占內(nèi)存少，容易編程，節(jié)約掃描時間。主要技巧包括：一，PLC控制系統(tǒng)中各種觸點可以重復(fù)使用，沒有必要使用復(fù)雜的程序減少觸點的使用次數(shù)；程序中盡量避免使用雙線圈輸出，因為雙線圈輸出很容易引起失誤，如果雙線圈輸出不可避免，則可以采用復(fù)位和置位操作；若PLC的多個輸出值為固定值1，則推薦使用數(shù)字傳送指令來完成任務(wù)，可以使用一條指令將十六進制的數(shù)據(jù)0A9H直接傳送QW2；對于那些不是很重要的設(shè)備，可以通過串聯(lián)硬件觸點的方式將其接入PLC系統(tǒng)輸入端，或者編程減少I/O點數(shù)，節(jié)約資源。