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高压电气元件系列 | News Center

电气操控设备规划的一般进程

发布时间:2022-02-22 05:09:45 来源:环球体育bet

  规划使命书是整个电气操控设备的规划根据,也是设备竣工检验的根据。规划使命的拟定:一般由技能领导部分和使命规划部分会同用户,经过洽谈,供需双方签定技能要求协议;然后出产企业根据供需双方签定的技能要求协议,根据本企业的规划才能、工艺条件编制出规划使命书,将数据使命下达给技能规划部分。电气操控设备的规划使命书首要包括以下内容:

  电气操控体系计划有必要充沛满意现场对操控设备的需求,首要规划需求考虑到完成简洁、牢靠、经济、适用等特色,确保操控办法与操控需求相适应、与通用化程度相适应,以及充沛满意被操控设备要求,具有杰出的通用性和灵敏性。

  设备的电气操控办法许多,有继电器触摸器的有触点操控、无触点逻辑操控、可编程序操控器操控、核算机操控等。因而,对被操控设备的操控计划并不是仅有的。只要挑选合理的操控计划,才干够低本钱而且牢靠地完成操控方针;也只要确认了操控计划,才干够在束缚条件下开端电气原理图的规划作业。合理地确认操控计划,是规划完成简洁、牢靠、经济、适用的电气操控设备的重要条件。操控计划的确认应遵从以下准则。

  操控办法并非越先进越好,而是应该以经济效益为规范。操控设备的本钱低,阐明操控设备的经济效益好。决议操控设备的本钱的首要要素是操控方针。对操控计划拟定影响较大的操控方针要素有下面几个。

  从有用视点动身,一般把操控方针分为恒值操控、随动操控和程序操控。不同操控方针所对应的主动操控体系可分为恒值操控体系、随动操控体系和程序操控体系。一般依照操控方针为哪种物理量及操控特色作为确认操控计划的挑选规范,根据操控方针选定操控体系类型,见表2.1.1。

  操控方针数量决议了操控体系的巨细和操控体系的层级数量。一般把简略的只要一个操控方针的体系称为最小体系,它只要一个操控层级。杂乱的操控体系一般具有多个操控方针,而且这些操控方针往往是相互嵌套的,别离处于不同的操控层级。一般根据操控体系在操控层级的多少,把操控体系分为小型操控体系、中型操控体系和大型操控体系。

  PLC一般根据CPU所带的I/O点数的规划分为微型PLC、小型PLC、中型PLC、大型PLC、PC插卡式PLC及PC兼容的PLC。各种规划分类规范如表2.1.2所示。

  关于只要一个操控现场的状况,一般选用会集操控体系;关于有两个以上操控现场的状况,假如操控现场间隔比较近,一般也选用会集操控体系,若操控现场间隔比较远,就有必要选用集散操控体系。

  在设备操作人员能够抵达的操控现场,一般选用人工操控体系;而在设备操作人员无法抵达的操控现场,一般选用长途操控体系或遥控操控体系。

  假如停电不会对设备和人员形成危害,阐明设备对安全和牢靠性要求不太高,安全和牢靠性要求在最低层级,只要在进行电路和工艺规划时略微采纳一些技能措施就能够了。

  假如电气操控设备在运转时死机和操控失灵的现象是肯定不答应的,这表明对设备的安全和牢靠性要求很高。因而需求掉电保护、抗搅扰、防爆等技能规划,而且都应很有用且牢靠,才干满意用户要求。这些要求意味着比较杂乱的安全保护电路才干满意安全和牢靠性要求。

  例如,当操控设备忽然断电时,即便设备答应紧迫停机,设备操控体系也有必要设有备用电源,在出现问题时主动切换。切换完成后,需求在最短的时刻内记载必需的检测数据,一起采纳必要的安全措施(如紧迫制动等)。假如备用电源为电池,应紧迫停机。若设备不答应紧迫停机,有必要接连运转,则设备有必要设备双电源,在出现问题时主动切换。为避免操控体系自身毛病,可采纳双机冗余、热备份等规划。

  上述状况由于安全和牢靠性要求自身就具有许多操控方针,因而安全和牢靠性要求自身就需求占用许多资源,安全保护电路自身就构成2~3个操控层级。即便单一的操控方针,由于安全和牢靠性要求较高,也会构成一个比较大的操控体系。

  操控办法要完成拖动计划的操控要求。操控办法有操控器操控、网络操控和遥控3种。不同操控条件及要求应选定的操控办法见表2.1.3。

  继电器、PLC及微型核算机都是大批量工业化出产的、通用化程度高的操控电器。可是在操控设备实际运用中,它们的规划及加作业业量、各自环境适应性有很大差异,因而它们各自适用于不同的操控场合。

  现在,在电气操控范畴运用最为广泛的操控办法为PLC与继电器触摸器操控,它们均为大批量工业出产的电气操控规范件。别的,单片机操控也占有比较少的市场份额。首要是由于单片机操控体系不是大批量工业出产的电气操控规范件,因而单片机操控体系的规划制造作业量很大,对规划制造及修补人员的要求比较高,一般多用于年产量不超越一千件的专门产品操控。因而,PLC与继电器触摸器操控办法应该作为优先挑选方向。

  通用化是指出产机械加工不同方针的通用化程度,它与主动化是两个不同概念。关于某些加工一种或几种零件的专用机床,它的通用化程度很低,但它能够有较高的主动化程度,这种机床宜选用固定的操控电路;关于单件、小批量且能够加工形状杂乱零件的通用机床,则选用数字程序操控,或选用可编程序操控器操控,由于它们能够根据不同的加工方针而设定不同的加工程序,因而有较好的通用性和灵敏性。

  根据被操控设备操控进程要求,电气操控线路能够具有主动循环、半主动循环、手动调整、紧迫快退、保护性连锁、信号指示和毛病确诊等功用,以最大极限地满意设备运用、保护和修补要求。

  在主动操控设备中,根据操控要求和联锁条件的杂乱程度不同,可选用涣散操控或会集操控的计划。可是各台单机的操控计划和根本操控环节应尽量共同,以便简化规划和制造进程。

  在操控计划中还应考虑工序改动、体系的检测、各个运动之间的联锁、照明及人机联系等。

  简略的操控设备可直接用电网电源,元件较多、电路较杂乱的操控设备,操控电路可将电网电压阻隔降压,以下降毛病率。关于主动化程度较高的出产设备,可选用直流电源,这有助于节约设备空间,便于同无触点元件衔接,元件动作平稳,操作修补也比较安全。关于有较高牢靠性要求的操控电路,有必要装备不间断电源,不间断电源的容量应能确保电气操控设备与被操控设备的安全,使其能沉着地处理必需的安全处理作业。

  关于运用继电器、PLC及微型核算机就能够完成的操控方针,一般依照下面的准则进行选定。

  操控逻辑简略、操控进程根本固定的设备,选用继电器触摸器操控办法比较合理。尽管这种操控体系接线“固定”,但它能操控的功率大、简略、价廉、牢靠性好,现在运用很广。

  关于操控进程中需求进行模拟量处理及数学运算的、输入/输出信号多、操控要求杂乱,常常改动操控程序或操控逻辑杂乱的,操控体系要求体积小、动作频率高、呼应时刻快的,视状况选用可编程操控器、数控及微机操控计划较为合理。

  电气设备操控办法许多,包括操控器操控、继电器触摸器操控、无触点逻辑操控、可编程操控及核算机操控。不同的操控方针应选用不同的操控办法。跟着现代电气技能的敏捷开展,出产机械电力拖动的操控办法从传统的继电触摸器操控向PLC操控、CNC操控、核算机网络操控等方面开展,操控办法越来越多。操控办法的挑选应在经济、安全的条件下,最大极限地满意操控方针的要求。

  PLC与继电器操控体系两者之间既有相似性又有许多不同之处,可是它们从来没有冲突过。PLC和继电器在操控体系中是相得益彰的,继电器从来没有中止进一步的开展。包括西门子公司在内的业界巨子,从来没有许诺一般PLC是安全的。设备的安全操控(停电、重起、人身防护)都是由专门安全继电器来确保的,所以至今世界上还有许多出产商在专门出产、研制继电器。

  现在名牌大厂商的I/O点数最少的小型PLC价格为800元左右,小出产商的价格为500元左右。相关于价格只要几十元的继电器和触摸器,当运用触摸器和继电器数量在10个以内时, PLC价格仍是比较高的。假如操控体系运用的触摸器和继电器数量许多,PLC的价格优势将会凸显。

  根据经历,I/O点数小于50点的电气操控体系一般应优先选用继电触摸操控办法,I/O点数大于50点的电气操控体系一般应优先选用PLC。PLC的I/O点数是在产品上标明的,继电触摸操控办法的I/O点数能够经过电气操控柜上外接的接线端子数量确认。

  一个最简略的操控方针至少需求两个输入、两个输出即一共四个I/O端口,一个要求严厉的操控方针或许需求几十个I/O端口。

  PLC的负载才能比继电触摸操控的负载才能小得多,因而当负载功率较大时一般选用继电触摸操控办法。当选用PLC操控办法时,若负载功率较大,能够经过触摸器或主动开关设备进行扩大,组成一个PLC与继电触摸操控的混合操控办法。

  根据经历,一般把操控方针小于8个开关量的操控,且没有子方针的操控体系视为比较简略的操控体系。简略的操控体系一般应优先选用继电触摸操控办法。操控方针大于8个且有子方针的操控体系视为杂乱的操控体系。杂乱的操控体系应优先选用PLC操控办法。

  单纯开关量的操控比较简略,开关量和模拟量的混合操控就比较杂乱。有操控精度要求、定位精度要求、监测监控要求、网络通信要求的操控体系必定选用闭环的反应环节和比较应对机制,这样的操控体系一般都比较杂乱。

  继电触摸操控体系选用硬接线办法,看得见摸得着,因而对规划制造修补人员素质要求比较低。PLC的操控逻辑靠虚拟的继电器和接线,看不见摸不着,因而对规划制造修补人员素质要求比较高。

  规划制造继电触摸操控体系,只需画出电气原理图、元器件布置图和接线图根本上就能够解决问题了。规划制造PLC操控体系,除了画出电气原理图、元器件布置图和接线图外,还有必要画出梯形图,编制操控程序。

  PLC和继电器各有优点,继电器经济实惠,PLC功用强大、技能先进,但它们都有各自的局限性。究竟选用哪种操控办法,应根据运用环境和操控要求的具体状况来确认。PLC不是彻底代替继电器电路,只不过是代替多设备电路中的连锁及相关联系的这一部分,单台设备的手动现场操控是必不可少的,也只要靠继电器回路操控才是更好的挑选。

  下面以定子回路中串电阻降压发动和反接制动为例,剖析由继电器触摸器电路完成的异步电动机的启、制动操控进程。

  如图2.1.3所示,此操控电路含有3个触摸器和1个中心继电器,12个可动作的硬触点。发动时,触摸器KM2、KM3均处于断开状况,按下发动按钮SB1,KM1通电并自锁,电动机串入电阻减压发动。当电动机转速上升到某必定值时(此值为速度继电器KS1的设定值,此设定值可调整),速度继电器KS1的常开触点闭合,中心继电器KA通电并自锁,KA的常开触点闭合,触摸器KM3通电,KM3的主触点短接主电路中的定子电阻R,电动机定子中的电阻减小,电流增大,转速上升,到设定的转速时,电动机安稳运转。

  制动时,按下中止按钮SB2,KM1断电,其主触电断开,堵截电动机的电源,电动机处于无电状况,由于惯性持续运转,但转速越来越慢。一起由于KM1断电,KM3失电,主电路中的KM3的主触点断开,限流电阻R又串入。别的KM1断电又带来触摸器KM2通电,在主电路中KM2的主触点闭合,电动机的供电电源的两个相序对调,电动机处于反接制动状况。当转速下降到设定值时,KS1常开触点断开,中心继电器KA失电,从而断开KM2的电源,电动机失电,敏捷停机。

  这种传统的继电触摸操控办法的操控逻辑明晰,选用了机电组合办法,便于一般机电类技能人员的修补,但由于运用的电气元件体积大、触点多、毛病率高、寿命短,因而运转的牢靠性低。

  可编程序操控器是在继电器和核算机操控基础上开发的产品,所以它在继电器操控逻辑明晰的基础上,运用核算机软件操控完成了操控办法的灵敏改善。因而与传统的继电触摸操控体系相比较,选用PLC完成异步电动机发动、制动操控是最佳挑选。下边以三菱系列的PLC为例,电动机的主电路接线所示;改善的操控接线所示;软件梯形图及程序如图2.1.5所示,此梯形图的操控进程如下。

  发动时,按下发动按钮SB1,X400的常开触点闭合,Y430被鼓励而且自锁,触摸器KM1通电,其主触点KM1闭合,电动机串入限流电阻R并开端发动,一起Y430的常开的触点也闭合。当电动机转速上升到某必定值时,速度继电器的常开触点KS1闭合,那么对应的X402就闭合,M100被鼓励并自锁,Y432被鼓励,这样使得触摸器KM3通电,其主触点KM3闭合,主电路中限流电阻R被短路,电动机的电流增大,转速上升直到初始设定值,电动机开端安稳运转。

  制动时,按下中止按钮SB2,即X401常闭触点断开,从而Y430不被鼓励,使得触摸器KM1失电,对应的触点开释,这样Y430的常闭触点复位,则Y431被鼓励,触摸器KM2通电,对应的触点KM2吸合,把电动机电源的两个相序对调,电动机处于反接制动状况。与此一起, Y430常开触点断开,Y432不被鼓励,触摸器KM3失电,主电路中又串入限流电阻R,使得电动机的电流减小,转速变慢。当电动机转速下降到设定值时,速度继电器的硬触点KS1开释,即X402常开触点断开,M100不被鼓励,其对应触点动作,使得Y431不再被鼓励,触摸器KM2失电,其触点开释,电动机快速停下来。过载时热继电器FR常开触点闭合,即常闭触点X403断开,使得Y430、M100都不再被鼓励,从而触摸器KM1或KM2失电,断开对应的触点,电动机电源断开,起到过载保护的效果。

  PLC在硬件方面设置了特定的电源,选用了阻隔和屏蔽技能,设置了联锁功用、环境检测和确诊电路及“看门狗”电路。在软件方面,软件与硬件相配合,在遭到强搅扰而导致作业进程紊乱乃至中止时会主动保护,选用扫描办法进行作业,编程简略,不易犯错。

  PLC操控比继电操控所运用的触点数目减少了三分之二以上,因而PLC操控比继电操控体系牢靠性高。

  两种操控办法都需求运用3个规格型号相同的沟通触摸器,继电操控体系还运用了一个速度继电器和一个中心继电器,继电操控体系的本钱为500元。PLC操控体系的本钱为1000元左右,因而继电操控是比PLC操控更为经济实惠的操控计划。

  两种操控计划的孰优孰劣,在此难以断语。由于断定一个操控计划是否可取,取决于用户的要求及其经济才能。

  假如为了省钱,明显继电操控体系应该是首选计划。假如为了确保牢靠性,且能够不计本钱,则PLC操控体系应该是最佳计划。相关于PLC操控这种杂乱的操控电路,依照当时比较遍及的运用状况来看,仍是以选用继电操控体系为主。

  电气设备的各种施工图纸的规划在本丛书的另一分册《电气操控柜规划制造—结构与工艺篇》中具体介绍。

  规划阐明和运用阐明是规划审定、调试、运用、保护进程中必不可少的技能资料。规划和运用阐明书应包括拖动计划的挑选根据、本体系的首要原理与特色、首要参数的核算进程、各项技能指标的完成、设备调试的要求和办法、设备运用和保护要求、运用注意事项等。

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