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PLC控制系统主回路设计要点

1.主回路设计的内容
在电气控制系统中,习惯上将高压、大电流的回路称为主回路。在常见的plc控制系统中,主回路通常包括如下部分:
①电机主回路,包括用于电机通断控制的接触器、电机保护的断路器等;
②各种动力驱动装置的电源回路与动力回路,如驱动器电源输入回路及其通断控制的接触器、保护断路器、伺服电机的电枢回路、直流电机的励磁回路等:
③各种控制变压器的原边输入回路,包括通断控制的接触器、保护断路器等;
④用于供给控制系统各部分主电源的电源输入与控制回路,包括用于电源变压器、整流器件、稳压器件以及用于电源回路控制的接触器、保护断路器等。
PLC控制系统的主回路设计与其他电气控制系统无原则性区别。但必须符合有关标准的规定,并结合PLC控制系统的自身特点,充分考虑系统的可靠性与安全性。
2.电源总开关
根据EN60204.1(VDE0113第1部分)标准规定,为了使整个控制系统与电网隔离,机械设备的电气控制装置必须安装电源总开关。
总开关的设计要求是:开关必须具有足够的分断能力,必须能够分断处于“堵转”状态的最大电动机的电流与其他所有用电设备和电动机的电流总和。
通过总开关,原则上应能断开设备中的所有用电设备电源,例外的是,当设备安装有需要在总电源切断情况下使用的安全保护装置——如维修用电源、维修用照明、设备安全防护的解锁装置等部件时,允许这部分的电源直接连接在设备进线上,不通过总开关分断。但是,即便如此,以上电路仍然需要安装独立的短路保护器件(如断路器等)。
3.保护装置的安装
为了对设备主回路进行可靠、有效的保护,设备中每一个独立的部件都必须安装用于短路、过电流保护的保护器件(如断路器等),保护器件必须具有足够的分断能力,必须能够可靠分断被保护的用电设备或电动机。
出于调试、维修的需要与系统的可靠性与安全性的考虑,原则上对于不同类型的主回路,如电机主回路、驱动主回路等,在每一部件独立安装保护器件的基础上,还应对每一大类分类安装总保护断路器。
对于输入/输出点数、种类较多、构成复杂、控制要求较高的控制系统,当外部输入/输出信号共用电源时,应采用分组的形式进行供电,每组通过独立的保护断路器进行保护与通/断控制。
4.接地与抗干扰
从安全角度考虑,控制系统应安装总接地母线,用于电位平衡与接地。与主回路连接的各种独立电气控制装置,应有专门的、符合要求的接地连接线与设备接地母线进行连接,以防止干扰,提高可靠性。
系统中容易产生干扰或是容易受到外部干扰的电气控制装置,如PLC、数控装置(CNC)、伺服驱动器、变频器等,应通过隔离变压器、滤波电抗器等与电源进行连接,以抑制线路干扰。
系统中的需要通断的大功率负载,应在线路上安装浪涌电压吸收器,以抑制负载通断产生的过电压与干扰。
5.辅助控制电源的设计
用于系统安全保护、紧急停机控制的装置(如制动器、安全门保护等)的辅助电源,应确保不会因“急停”等操作而分断。
系统中可靠性要求较高的控制部件,如PLC的电源输入、CNC的电源输入等,当它们为直流DC24V供电时,应尽可能采用独立的稳压电源进行供电;当采用交流供电时,应安装独立的隔离变压器,原则上不要与系统的其他控制电路与执行元件(如电磁阀、220V/24V控制回路等)共用电源。
PLC输入/输出所需要的传感器、开关、执行元件电源,应尽可能采用外部电源供电的形式,以防止由于外部线路故障引起的PLC损坏。
注意:在欧洲,目前已经对工业电气控制设备的主回路实行3相AC400V与单相AC230V标准,以取代传统的3相AC380V与单相AC220V标准,因此,在进行出口设备设计以及进口设备维修时,应引起注意。