电气硬件设计注意事项

电气硬件设计注意事项
---个人瞎写写，错误之处请见谅，如果愿意反馈回来非常感谢。

有些图片或者内容来自网络。

1 简介：
本文介绍常规设备得电气设计，内容包括硬件选型介绍，解释以及注意事项等，包括：
•控制系统选型以及设计，包括PLC，触摸屏，上位机等；
•低压电气选型以及设计，包括低压配电部分，控制部分；
•外围传感器设备选型，包括各种传感器，阀岛等；
•加热系统得选型以及设计，包括调功器，变压器，SSR等；
•其她。

2 控制系统选型以及设计：
2、1 控制系统选型以及设计：
包括PLC，触摸屏，上位机等；
•PLC选型依据：
▪系统复杂程度：一般来说，点数在100个之内得选择S7 1200比较合适，如果再复杂一点，建议选择S7 300系列或者新款1500系列。

▪设备得价格：如果设备卖价高，那就用贵点得。

•触摸屏：工艺简单，无需经常屏幕手动操作得，可以选择触摸屏+PLC得方式；•基于电脑得人机界面：
但就是对于工艺稍微复复杂得，建议选择基于电脑得人机界面，比如西门子得
WinCC，或者Intouch等。

2、2 模块得选型
•根据机械得原理图，计算IO点数，根据点数得不同，分配模块，一般采用24VDC得数字量模块；
•模拟量得IO根据现场得传感器，模块得数量与电压，电流输入进行选择。

•注意模拟量信号得负极连在一起接地；
•尽量采用屏蔽线，单端接地。

3 低压电气选型以及设计
包括低压配电部分，控制部分，分为：
3、1 系统主开关
系统主开关得选型设计，一般分为：
•熔断器+隔离开关，如下图右侧。

•熔断器+断路器
•断路器，如下图左侧。

我们采用仅断路器得方式，选择穆勒得断路器。

✓∙∙产品选型得时候注意有些断路器分为load侧与Line侧，这种明确标出得必须Line侧进线，Load侧出线，否则过热分断会有问题；进口产品一般上
下进出线不区分。

如下图中间照片。

✓∙∙断路器得分断能力，一般选择常规即可，分断能力得意思就是多大得电压情况下短路此断路器仍然可以正常断开，不被烧坏。

✓∙∙如果需要柜门操作单元，选型得时候向供应商咨询提出；
✓∙∙如果开关太大，比如1200A以上，建议选择电动合闸功能，包括电气合闸，自动储能+手动储能，机械分闸按钮+分闸指示，欠压脱扣选项等，否则开关太重，不容易推得动。

✓∙∙选型应该适当留有余量，比如最大工作电流得1、2倍-1、5倍；主开关主要就是过热与过流保护，首次使用注意电流整定得旋钮位置，比如0、8倍
得额定值还就是0、9倍得额定值。

图3 开关类型以及布置
3、2 系统内部220VAC供电
处于安全与设备可靠性方面得考虑，不直接采用系统得火线+零线得方式来为220VAC得设备供电，而就是采用隔离变压器供电，原因如下：
1，南方地区得电网质量很差，高次谐波经常烧坏设备，比如广东，设备得Sitop
电源有一次一个月烧坏2次，她们自己得软启动器与变频器也经常出问题；
2，加装隔离变压器之后，有安全保护作用；
3，对于没有N线得系统，采用隔离变压器得方式不受系统主进线得影响。

注意事项：
•隔离变压器之前选择1P+N型空气开关；空气开关得脱扣类型为D级；所有120V以上得单相控制或配电回路空气开关必须选用双极空开（1P+N）。

空气开关耐压一般最大为三相400V或单相230V，超过该电压得回路必须选用耐压等级高得空气开关。

•合理选择隔离变压器得大小，根据系统容量计算得出，一般1000VA左右即可；
•合理计算进线与出线得空气开关得容量，一般负载额定电流在空开容量（或额定值）得85%左右。

•隔离变压器得一端（n）不能接地，否则失去了保护得作用。

3、3 系统内部24VDC供电
24VDC电源设计得注意事项：
•开关电源之前选择1P+N型空气开关；空气开关得脱扣类型为D级；
•开关电源取电来自隔离变压器，这样电网得波动以及谐波信号不会对开关电源产生影响，至少不会烧坏电源；
•开关电源之后得空开容量选型根据一般负载额定电流在空开容量（或额定值）得85%左右选择，但就是有些位置得输出设备需要适当选大点，考虑所有电磁阀等都打开得情况，否则工作时空气开关跳开，影响工艺。

•对于输出类设备，需要再输出得空开之后增加一个控制点，以便根据现场得情况关掉此路供电。

•24VDC得出线根据电流选择，20A建议选择2、5mm2以上；
•选择空气开关得时候注意有些空开就是直流交流区分得，建议统一选择交流得，因为交流得可以分断直流得，反之则不可。

注意：空气开关耐压一般最大为三相400V或单相230V，超过该电压得回路必须选用耐压等级高得空气开关。

3、4 小系统以及照明回路配电
对于试验台性质得小系统以及照片回路，采用漏电保护开关进行保护。

3、5 直接启动得电机与泵得控制回路设计
对于没有特殊要求得电机与泵，有以下得控制方式：
•采用空气开关（过流保护）+热继电器（过热保护）；
•采用马达保护开关（过热+过流保护）；
我们选择马达保护开关得方式，比较简单，接线少。

对于控制接触器，我们选择交流接触器，成本比较经济。

同时接收马达保护开关与接触器得触点信号判断就是否启动。

注意事项：
•对于单相或者两相得系统系列，选择得空气开关可能没有单极与双极结构，因此在做单极或双极使用时，必须使电流通过所有得主触点极。

•接线得时候必须选择合适得线鼻子，并且接紧，尤其对于10-25mm2粗细得电缆，尤其注意。

3、6 需要软启动得电机与泵得控制回路设计
对于大于35KW得风机泵类或者需要调速以及定位得电机，此时考虑采用软启动器或者变频器进行控制。

•软启动器：启动类型选择电压斜坡+电流限幅，启动电流选小点，启动得时间选长点即可。

•变频器：对于端子排控制得，需要如下信号：
▪系统正传，反转；
▪频率给定，根据几档速度选择几个DO给定；
▪故障复位；
▪报警信号输出
▪抱闸信号输出（如果电机带抱闸）
•变频器：对于总线控制得，需要如下信号：
▪抱闸信号输出（如果电机带抱闸）
▪其余信号均可通过总线给定
▪注意事项：1，如果有编码器，电缆选择屏蔽双绞线；2，DP插头选择拧螺丝得那种，不就是穿刺压紧得，穿刺压紧有时候柜内震动大会出问题。

•注意事项：
▪一定选择快熔作为保护设备，不能选择空开，否则出问题得时候没法起保护作用；
▪快熔得大小严格按照手册推荐来选。

▪变频器得出线不能加接触器，据说操作不当会烧变频器；
▪如果就是变频提升或者有快速停车得场合，则推荐增加制动电阻，否则系统会报错，当然如果选择带电源反馈得变频器除外（会贵一点）；
4 外围传感器设备选型
外围传感器设备选型，包括各种传感器，阀门，阀岛等。

信号直接进模块，如果需要硬件连锁，则进继电器，后到模块。

柱灯喇叭按钮指示灯等
•柱灯接线得时候注意下，设备上建议选择粗一点得，远远瞧过去不会太单薄；•喇叭根据客户现场，一般小空间选择24V得安装到柱灯上，大得选择电铃或者高音喇叭，电铃太容易坏，高音喇叭太贵。

•程序上即使有新得报警，也不能让喇叭一直响，而就是响几秒，停几秒，否则出故障时没有即使复位，可能喇叭就烧了。

5 加热系统得选型以及设计
加热系统得选型以及设计，包括调功器，变压器，SSR等；
5、1 变压器得选型以及控制
对于石墨加热系统，需要采用降压变压器对其进行控制。

先明确几个概念：•变压器铭牌得输出电压，比如0-50VAC，指得就是线电压，就就是两个相线之间得电压；
•变压器得调功器一般采用得就是恒流控制，这个很重要，因为恒流不会烧坏设备，短路得情况下顶多最大电流一直输出；
5、2 调功器得选型以及控制
对于电阻丝加热系统，一般直接采用调功器对其进行控制。

•模拟量控制4-20ma；
•调功器得余量一般取20%；
•三相得最好带电流不平衡报警。

5、3 固态继电器得选型以及控制
对于单相或者三相加热系统，可以采用SSR固态继电器对其进行控制。

•固态继电器可以采用温控器直接输出控制，或者PLC输出控制；
•固态继电器安装时需要考虑散热，散热不好得情况下容易烧坏；可以采用固态继电器底部涂抹硅胶得方式；
•余量选大点，一般额定电流得2倍左右。

6其她
根据设备得不同以及客户特殊要求，设计做相应更改。

6、1母线系统
根据系统得电流以及空间情况，可以考虑采用母排系统，所有得熔断器与马达保护开关以及接触器均可挂在母排上。

空间紧张得情况下，主开关亦可挂在主母线上。

6、2现场IO箱
注意事项：箱子一定要够大，300x300或者300x400、否则线会乱成一团糟。

6、3 端子
连接16mm2 以下导线得端子尽量选择弹簧端子，连接35mm2 以上导线得端子必须选择螺钉压接型端子或铜排端子；大功率设备，若出线在电柜下方，可不选端
子，而将外部电缆直接与设备出线端子相连。

当连接导线为单股线（或芯数很少得硬线）必须使用螺钉压接端子。

当端子上连接得设备就是直流电磁阀时，要考虑使用二极管端子，以防止电磁阀自感电压损坏柜内控制器件。

用于接地得端子，必须使用黄绿端子。

电流互感器必须通过特殊得试验端子连接到显示仪表或控制设备上。

所有对外接线得端子设计必须就是一个端子接一根线！。