隨著當(dāng)前我國(guó)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,低壓PLC控制柜作為電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要部分,已經(jīng)在生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用.PLC控制柜批發(fā)廠(chǎng)家介紹低壓PLC控制柜,主要包含開(kāi)關(guān)、保護(hù)元件、控制元件等.低壓PLC控制柜為實(shí)現(xiàn)控制及保護(hù)功能,里面除了有隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、接觸器、熱繼電器之外,可能還有PLC、變頻器、馬達(dá)保護(hù)器、電流變送器、軟啟動(dòng)器等保護(hù)類(lèi)型的電器元件.根據(jù)不同的需要,低壓PLC控制柜實(shí)現(xiàn)不一樣的功能.低壓PLC控制柜的設(shè)計(jì)首先要考慮控制對(duì)象的負(fù)荷大小,根據(jù)負(fù)荷大小才能正確地選用低壓電器.下面沃森變頻器廠(chǎng)家廣州眾騰電氣就低壓PLC控制柜的設(shè)計(jì)做一簡(jiǎn)要探討.

1 低壓PLC控制柜的電器元件選型
 
電器元件在選型時(shí),首先要弄清楚被控設(shè)備是交流設(shè)備還是直流設(shè)備,并確認(rèn)其功率大小,才能選擇相應(yīng)的交直流電器件.比如三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的額定電壓是380 V的交流電,則應(yīng)選用380 V的交流接觸器控制電機(jī)并與電機(jī)功率匹配.其次要考慮其安裝方式和安裝場(chǎng)所的環(huán)境條件,例如當(dāng)接觸器安裝在箱柜內(nèi)時(shí),由于冷卻條件較差,電流要降低10%~20%才能使用.一般情況下,選擇額定電流的1.2倍的接觸器保證正常使用.當(dāng)接觸器敞開(kāi)安裝時(shí),電流允許提高10%～25%.選擇斷路器時(shí),要考慮斷路器的保護(hù)特性要與被保護(hù)對(duì)象的過(guò)載特性相匹配.最后對(duì)于保護(hù)類(lèi)電器元件,選擇時(shí)則應(yīng)當(dāng)充分考慮其所需的保護(hù)功能及類(lèi)型,例如對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制一般要選擇既有短路保護(hù),又要有過(guò)載保護(hù),還要有斷相和欠壓保護(hù)功能的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器[2].
 
2 低壓PLC控制柜的電氣原理圖設(shè)計(jì)
 
2.1 一般要求
 
低壓PLC控制柜的設(shè)計(jì)就是為滿(mǎn)足機(jī)械或者其他生產(chǎn)設(shè)備的工藝要求而進(jìn)行的電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).PLC控制柜設(shè)計(jì)水平的高低決定了被控設(shè)備的可用性、先進(jìn)性以及設(shè)備的自動(dòng)化程度.
 
設(shè)計(jì)低壓PLC控制柜的基本思路是通過(guò)按鈕、斷路器、接觸器、繼電器、PLC等電器元件實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的控制.例如控制電機(jī),按下啟動(dòng)按鈕后,接觸器、熱繼電器通過(guò)線(xiàn)圈吸合,電機(jī)帶電啟動(dòng).在一般情況下,如果使用普通電器元件能滿(mǎn)足電氣設(shè)備所需的控制功能,可不選用PLC,這樣能大大節(jié)省成本.
 
設(shè)計(jì)低壓PLC控制柜前還要搞清楚進(jìn)線(xiàn)電源的線(xiàn)制,即使用三相五線(xiàn)制 （有時(shí)為四線(xiàn)制）還是單相三線(xiàn)制.一般工業(yè)和民用設(shè)備采用三相五線(xiàn)制,如三相異步電機(jī)的電源.家用電器或者照明系統(tǒng)采用單相三線(xiàn)制,即地線(xiàn)、零線(xiàn)、火線(xiàn).
 
2.2 一次系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)
 
低壓PLC控制柜的設(shè)計(jì)分為一次系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)和二次原理圖設(shè)計(jì).以電機(jī)類(lèi)一次系統(tǒng)圖為例,設(shè)計(jì)內(nèi)容.一次系統(tǒng)圖可以顯示出柜內(nèi)需要擺放的電器元件以及電器元件的型號(hào)、數(shù)量、尺寸,還可以顯示出電器元件的回路數(shù)量,進(jìn)出線(xiàn)的電纜型號(hào)、規(guī)格、尺寸.
 
2.3 二次原理圖設(shè)計(jì)
 
二次原理圖設(shè)計(jì)是低壓PLC控制柜設(shè)計(jì)的核心部分,是對(duì)一次系統(tǒng)圖的進(jìn)一步細(xì)化.例如電機(jī)類(lèi)設(shè)備二次原理圖包括：電機(jī)啟動(dòng)控制原理圖 （含保護(hù)）,PLC控制柜接線(xiàn)圖.
 
控制原理圖是用來(lái)表明設(shè)備的工作原理及各電器元件間的作用,一般由主電路、控制電路組成.控制電路又由控制執(zhí)行電路、檢測(cè)與保護(hù)電路組成.控制原理圖設(shè)計(jì)思路如下.
 
1）主電路應(yīng)依規(guī)定的電氣圖形符號(hào)用粗實(shí)線(xiàn)畫(huà)出主要控制、保護(hù)等用電設(shè)備,如斷路器、熔斷器、變頻器、熱繼電器、電動(dòng)機(jī)等,并依次標(biāo)明相關(guān)的文字符號(hào).
 
2）控制電路是由開(kāi)關(guān)、按鈕、信號(hào)指示、接觸器、繼電器的線(xiàn)圈和各種輔助觸點(diǎn)按各種典型電路 （如順控電路、聯(lián)鎖電路、延時(shí)電路等）組合而成,實(shí)現(xiàn)對(duì)主電路中受控設(shè)備的 “啟動(dòng)” “停止”,使主電路中的設(shè)備按設(shè)計(jì)工藝的要求正常工作.對(duì)于簡(jiǎn)單的控制電路,依據(jù)主電路要實(shí)現(xiàn)的功能,結(jié)合生產(chǎn)工藝要求及設(shè)備動(dòng)作的先后順序依次分析,進(jìn)行設(shè)計(jì).對(duì)于復(fù)雜的控制電路,需按各部分所實(shí)現(xiàn)的功能 （如控制、保護(hù)、檢測(cè)等）分割成若干個(gè)局部控制電路,然后與典型電路相對(duì)照結(jié)合,逐個(gè)設(shè)計(jì)分析環(huán)節(jié),再找到各環(huán)節(jié)之間的相互關(guān)系,最終完成受控設(shè)備的控制電路設(shè)計(jì).

PLC控制柜接線(xiàn)圖是電氣二次接線(xiàn)的根本依據(jù),接線(xiàn)圖設(shè)計(jì)思路如下.
 
1）接線(xiàn)圖的設(shè)計(jì)應(yīng)符合 《控制系統(tǒng)功能表圖的繪制》等相關(guān)規(guī)定.
 
2）與控制原理圖略有不同,設(shè)計(jì)接線(xiàn)圖時(shí)同一電器元件的各個(gè)部分 (觸頭、線(xiàn)圈等)必須畫(huà)在一起.
 
3）接線(xiàn)圖一律采用細(xì)線(xiàn)條繪制.走線(xiàn)方式分為板前走線(xiàn)及板后走線(xiàn)兩種.對(duì)于簡(jiǎn)單電氣控制部件,電器元件數(shù)量較少,接線(xiàn)關(guān)系又不復(fù)雜的,可直接畫(huà)出元件間的連線(xiàn)；對(duì)于復(fù)雜部件,電器元件數(shù)量多,接線(xiàn)較復(fù)雜的情況,一般是采用走線(xiàn)槽,只要在各電器元件上標(biāo)出接線(xiàn)號(hào),不必畫(huà)出各元件間連線(xiàn).
 
4）接線(xiàn)圖中應(yīng)標(biāo)出配線(xiàn)用的各種導(dǎo)線(xiàn)的型號(hào)、規(guī)格、截面積及顏色等.
 
3 低壓PLC控制柜的工藝設(shè)計(jì)
 
3.1 電器元件的布置
 
同一組件中電器元件的布置應(yīng)注意,將體積大且較重的電器元件安裝在電器板的下面,而發(fā)熱元件應(yīng)安裝在低壓PLC控制柜的上部或后部.例如熱繼電器宜放在PLC控制柜的下部,因?yàn)闊崂^電器的出線(xiàn)端直接與電動(dòng)機(jī)相連,這樣便于出線(xiàn).而其進(jìn)線(xiàn)端與接觸器直接相連接,便于接線(xiàn)并使走線(xiàn)最短,且宜于散熱.
 
3.2 低壓PLC控制柜的防護(hù)
 
低壓PLC控制柜的工藝設(shè)計(jì)還要考慮PLC控制柜的使用環(huán)境.例如防護(hù)等級(jí)要求至少為IP20,一般為IP65；食品行業(yè)要求材質(zhì)為不銹鋼,相應(yīng)的配線(xiàn)管和橋架至少為熱浸鋅材質(zhì)[3].此外還要考慮柜體上儀表 （如電流表、電壓表、變頻器控制面板）、指示燈、操作按鈕等的安裝位置,要符合基本操作規(guī)范.總電源一般設(shè)緊急停止控制按鈕,且要放在明顯和方便操作的位置.
 
3.3 其他注意事項(xiàng)
 
強(qiáng)電、弱電分開(kāi)并注意屏蔽,防止外界干擾.需要經(jīng)常維護(hù)、檢修、調(diào)整,電器元件的安裝位置不宜過(guò)高或過(guò)低,人力操作開(kāi)關(guān)及監(jiān)視儀表的安裝位置應(yīng)符合人體工程學(xué)原理.
 
電器元件的布置應(yīng)考慮安全間隙,并做到整齊、美觀、對(duì)稱(chēng).外形尺寸與結(jié)構(gòu)類(lèi)似的電器可安放在一起,以利加工、安裝和配線(xiàn).若采用行線(xiàn)槽配線(xiàn)方式,應(yīng)適當(dāng)加大各排電器間距,以利布線(xiàn)、接線(xiàn)和維護(hù).

低壓PLC控制柜的設(shè)計(jì)任務(wù)是根據(jù)受控設(shè)備的多少和負(fù)荷大小來(lái)選擇一些不同的電器元件,并將它們有機(jī)地組合到一個(gè)PLC控制柜中,從而實(shí)現(xiàn)受控設(shè)備所需的控制功能.PLC控制柜批發(fā)廠(chǎng)家通過(guò)正確的電器元件選型、最優(yōu)的電氣圖設(shè)計(jì)、合理的元件布置,低壓PLC控制柜的設(shè)計(jì)才可能用最小的成本實(shí)現(xiàn)最大的功能.