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PLC控制柜设计与电气连接图设计

③电气连接图设计 在设计电气接线图时，应参照PLC对电气连接的要求进行，并重点注意以下事项。

  a.接线图的要求。电气接线图应能准确、完整、清晰地反映系统中全部电器元件相互间的连接关系，应能正确指导、规范现场生产与施工，为系统的安装、调试、维修提供帮助。

  电气接线图不仅要与原理图相符，并且应反映系统中各电气元件的实际连接位置与连接要求，如线号、线径、导线的颜色等。

  电气接线图要逐一标明设备上每一走线管、走线槽内的连接线(包括备用线)的数量、规格、长度，所采用的外部的防护措施(如采用金属软管型号、规格、长度等)，需要的标准件(如软管接头、管夹的数量、型号、规格等)，连接件(如采用插头的型号、规格)等，以便指导施工。

  b.内部连接要求。PLC连接线的布置必须合理、规范，以减少、消除线路中的干扰，提高可靠性。连接线、电缆原则上应根据电压等级与信号的类型，采用"分层敷设"等方法进行隔离，通过金属屏蔽密封。当输入/输出连线无法与动力线"分层敷设"时，应尽可能采用屏蔽电缆，并将屏蔽层接地;同时，输入信号与输出信号不宜布置在同一电缆内，应采用单独的连接电缆。

  不同电压、不同类型的信号线，或动力线与信号线，应尽量避免在同一接线端子排、同一插接件上连接;在无法避免时，应通过备用端子、备用引脚将其隔离，以防止连接线间的短路并减小线路间的相互干扰。

  用于系统模拟量输入/输出、脉冲输入/输出的连接线必须采用"双绞"屏蔽线，在有条件的场合，**使用"双绞双屏蔽"的电线进行连接。

  采用隔离变压器时，隔离变压器到PLC电源之间的连线尽可能短，以减小线路中的干扰。PLC的电源连接线应有足够的线径，以减小线路的压降;PLC的电源进线应进行"绞接"处理，防止高频干扰。PLC扩展单元的电缆是容易受到干扰的部位，应保证它与动力线的距离在30～50mm。

  系统的接地系统必须完整、规范、合理，连接线应有足够的线径，设备的各控制部分应采用独立的接地方式，不能使用公共地线。PLC控制系统使用的屏蔽线，应通过标准"电缆夹"等器件，将屏蔽层进行良好的接地。

  c.外部连接要求。变频电机、伺服电机的电枢连接线应采用屏蔽电缆进行连接，以减小对其他设备的干扰。

  控制系统的电柜与设备间的连线应有良好的防护措施，应用接地良好的金属软管、屏蔽电线、金属走线槽等进行外部防护，使之既有机械强度和防护损伤措施，又有良好屏蔽作用。

  电柜与设备间的连接电缆、走线管、走线槽等必须使用安装螺钉、软管接头、管夹等部件进行良好的固定。

  系统电柜与设备间的连接应考虑到运输、拆卸等的需要，对于设备中的独立附件，应通过安装插接件、分线盒等措施，保证这些独立附件与主机间分离的需要。

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①控制柜的设计 电气柜、操纵台(包括分线盒、走线槽、电缆夹等加工件)的设计应以机械图为主，其总体设计要求与有关标准及其他电气控制系统基本相同。此外，在设计电气柜、操纵台时，应根据PLC对安装环境的要求进行，并重点注意以下事项。

  a.安装空间。电气控制柜、操纵台设计首先应保证内部有足够的安装与维修空间，确保PLC与其他电器间的空间距离，保证安装部位通风良好。

  电气控制柜、操纵台的安装高度、操纵高度、内部电气元件的绝缘间距、电气防护措施等必须执行国际、国家以及行业的有关标准，并且符合人机工程学原理。

  b.密封与隔离。电气控制柜、操纵台原则上应进行密封，并需要同时考虑到密封后的散热空间要求。电气控制柜、操纵台的内部空间，不仅要保证电气元件的安装需要，同时还需要保证有足够的散热而积，在工作环境较恶劣的场合，**安装空调或热交换器，以帮助散热。

  当系统中使用高压设备、强干扰设备(如大功率晶闸管、高频感应加热器、高频焊接设备等)时，PLC原则上不应与以上设备安装在同一电气柜内。实在无法避免时，应通过高压防护、电磁屏蔽等措施，在电气柜内部进行隔离。

  c.安装位置。PLC电气柜的安装，要尽量避免振动，对于必须安装在设备设的电气柜操纵台，应选择远离设备振动源(如大功率电动机、液压站)的位置进行安装。当无法避免振动时，应采取减振措施。

  ②电气元件的布置图设计 设备、电气控制柜、操纵台上的各电气元件的布置、安装位置以及安装方法，应在电气元件的布置图上予以明确，其总体设计要求与有关标准及其他电气控制系统基本相同。

  在设计布置、安装电气元件时，应参照PLC对安装环境的要求进行，并重点注意以下事项。

  a.布置图的要求。电气元件的布置图应标明所有电器元件的具体安装位置、安装尺寸与安装要求，应能完整、清晰地反映系统中全部电气元件的实际安装情况。

  图纸用于指导、规范现场生产与施工，并为今后系统的安装、调试、维修提供帮助。

  b.元件布置要求。电气元件布置必须保证正确、合理、整齐、美观，同时应考虑电气元件的散热要求。在使用风扇进行电气柜冷却的场合，不应将通风口直接对着PLC，以防止粉尘等进入PLC内部，引起PLC故障。

 PLC 软件系统设计的步骤

在了解了程序结构和编程方法的基础上，就要实际地编写 PLC 程序了。编写 PLC 程序和编写其他计算机程序一样，都需要经历如下过程。

1. 对系统任务分块

分块的目的就是把一个复杂的工程，分解成多个比较简单的小任务。这样就把一个复杂的大问题化为多个简单的小问题。这样可便于编制程序。

2. 编制控制系统的逻辑关系图

从逻辑关系图上，可以反应出某一逻辑关系的结果是什么，这一结果又英国导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为基准，也可能是以整个活动的时间节拍为基准。逻辑关系图反映了控制过程中控制作用与被控对象的活动，也反应了输入与输出的关系。

3. 绘制各种电路图

绘制各种电路的目的，是把系统的输入输出所设计的地址和名称联系起来。这是很关键的一步。在绘制 PLC 的输入电路时，不仅要考虑到信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到输入端的电压和电流是否合适，也要考虑到在特殊条件下运行的可靠性与稳定条件等问题。特别要考虑到能否把高压引导到 PLC 的输入端，把高压引入 PLC 输入端，会对 PLC 造成比较大的伤害。在绘制 PLC 的输出电路时，不仅要考虑到输出信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到 PLC 输出模块的带负载能力和耐电压能力。此外，还要考虑到电源的输出功率和极性问题。在整个电路的绘制中，还要考虑设计的原则努力提高其稳定性和可靠性。虽然用 PLC 进行控制方便、灵活。但是在电路的设计上仍然需要谨慎、全面。因此，在绘制电路图时要考虑周全，何处该装按钮，何处该装开关，都要一丝不苟。

4. 编制 PLC 程序并进行模拟调试

在绘制完电路图之后，就可以着手编制 PLC 程序了。当然可以用上述方法编程。在编程时，除了要注意程序要正确、可靠之外，还要考虑程序要简捷、省时、便于阅读、便于修改。编好一个程序块要进行模拟实验，这样便于查找问题，便于及时修改，**不要整个程序完成后一起算总帐。

5. 制作控制台与控制柜

在绘制完电器、编完程序之后，就可以制作控制台和控制柜了。在时间紧张的时候，这项工作也可以和编制程序并列进行。在制作控制台和控制柜的时候要注意选择开关、按钮、继电器等器件的质量，规格必须满足要求。设备的安装必须注意安全、可靠。比如说屏蔽问题、接地问题、高压隔离等问题必须妥善处理。

6. 现场调试

现场调试是整个控制系统完成的重要环节。任何程序的设计很难说不经过现场调试就能使用的。只有通过现场调试才能发现控制回路和控制程序不能满足系统要求之处；只有通过现场调试才能发现控制电路和控制程序发生矛盾之处；只有进行现场调试才能*后实地测试和*后调整控制电路和控制程序，以适应控制系统的要求。

7. 编写技术文件并现场试运行

经过现场调试以后，控制电路和控制程序基本被确定了，整个系统的硬件和软件基本没有问题了。这时就要全面整流技术文件，包括整理电路图、 PLC 程序、使用说明及帮助文件。到此工作基本结束。