西门子变频器6SE6430-2UD41-1FB0

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  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。

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PLC控制系统的设计非常注重步骤和程序化，是一个系统工程，在设计中要想做到熟练自如必须反复的进行实践。本文介绍了PLC系统在自动化生产过程中的设计要点，这些设计曾经在实际运用中具有良好的效果，值得设计者的借鉴。

　　1. 硬件设计

　　PLC控制系统中至关重要的环节就是硬件设计，它关系着系统运行安全性、可靠性和稳定性。主要包括输入和输出两个方面。

　　(1)PLC控制系统的输入电路设计。一般供电电源为AC85-240V，适应电源的范围很宽，但是为了抗干扰应该加装1:1隔离变压器、电源滤波器等电源净化元件；隔离变压器也可以选择采用变压器初级和次级线圈屏蔽层和初级电气中性点接大地，次级线圈屏蔽层接PLC输入电路接大地等，这些双层隔离技术可以减少干扰。

　　(2)PLC控制系统的输出电路设计。按照生产工艺的要求，各种变频器、指示灯和数字直流调速器的启动和停止应该采用晶体管输出，主要是由于它能够适用于高频动作并响应时间较短；若PLC控制系统的输出频率小于6次/60s，则为继电器输出，因为采用这种方法设计的输出电路较为简单，并且抗干扰和负载能力都很强。若PLC输出带电磁线圈等感性负载，那么负载断电时将会对PLC产生冲击，所以，直流感性负载时应接续流二极管，交流感性负载应并接浪涌吸收电路，这两种方法可以有效保护PLC控制系统的可靠性和稳定性

　　(3)PLC控制系统的抗干扰设计。随着自动化技术日新月异的发展，变频调速装置和晶闸管可控整流的广泛使用，为交流电网带来了污染，同时给PLC控制系统也带来了很多干扰，因此防干扰也成为PLC控制系统的设计要点。一般常采用三种方式：其一，隔离。原副边绕组之间的分布电容耦合而形成了电网中的高频干扰，因此，应采用1:1超隔离变压器，并将中性点经电容与大地连接。其二，利用金属外壳屏蔽。这种方法是将PLC系统放置于金属柜内，金属外壳接地可以起到很好的静电和磁场屏蔽的效果，以防止辐射干扰。其三，布线。强电动力线路与弱电信号线需分开走线，并保持一定的间隔，模拟信号传输线适宜采用双绞线屏蔽电缆。

　　2. PLC控制系统的整理软件设计

　　PLC控制系统软件的设计工作应该与硬件设计的同时着手。将PLC控制系统的工艺流程图转化为梯形图是PLC系统的关键问题，也是该系统软件设计的重要任务，软件设计的具体表现为编写程序。软件设计的主要方面有以下几点：

　　(1)PLC控制系统的程序设计思想。良好的软件设计思想是控制工程应用中的是关键软件设计应该容易让工程技术人员理解、掌握、调试和日常维护。按照生产过程中的复杂程度不同、结构形式的不同可以将程序分为基本程序与模块化程序。其一，基本程序不仅可以作为一种独立的程序控制简单的生产工艺及其过程，还可以作为组合模块结构中的一个单元程序，基本程序的结构方式分为顺序结构、循环结构和条件分支结构；其二，模块化程序是把总体控制目标程序划分为多个程序模块，且它们具有明确的子任务，这些程序模块分别编写、调试，终形成一个完成总任务的总体程序。通常情况下我们采用这种设计思想，主要是因为各模块之间具有相对的独立性，且相互之间的关系简单，程序交易修改，尤其适用于控制较为复杂的生产过程。

　　(2)PLC控制系统的程序设计要点。PLC控制系统I/O分配，根据生产流水线从前至后，I/O点数从小到大；为了便于维护，应尽可能将同一个系统、设备或者部件的I/O信号集中起来进行编址，计数器、定时器要统一编号，为了确保PLC系统正常运行且保证其可靠性，不能重复使用同一编号。程序中大量使用的中间标志位或者内部继电器也要分配统一编号，待分配完成后，需列出中间标志位或者内部继电器分配表和I/O分配表。对于彼此有关的输出器件，输出地址应连续安排，例如电机的正/反转等。

　　(3)PLC控制系统编程原则。PCL程序设计的基本原则是逻辑关系要简单明了，占内存少，容易编程，节约扫描时间。主要技巧包括：一，PLC控制系统中各种触点可以重复使用，没有必要使用复杂的程序减少触点的使用次数；程序中尽量避免使用双线圈输出，因为双线圈输出很容易引起失误，如果双线圈输出不可避免，则可以采用复位和置位操作；若PLC的多个输出值为固定值1，则推荐使用数字传送指令来完成任务，可以使用一条指令将十六进制的数据0A9H直接传送QW2；对于那些不是很重要的设备，可以通过串联硬件触点的方式将其接入PLC系统输入端，或者编程减少I/O点数，节约资源。