(13.3.1)--13.3电气图纸设计.pdf

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1、电气电气图纸设计图纸设计厦门大学物理与机电工程学院厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练电气控制实践训练MOOCMOOC课程团队课程团队设备用电设备用电情况情况1交流用电部分：交流用电部分：三相异步电动机采用Y型接法，需要用到三相380V交流电；PLC系统CPU电源模块需要用到单相220V交流电；同时需要为传感器、执行器单独配置一个外部直流DC24V电源模块，也需要用到单相220V交流电。因此整个系统将需要用到三相五线进电，包括三相电U、V、W、中性线N以及地线PE。2直流用电部分：直流用电部分：CPU电源模块拥有一路独立直流24V系统电源，采用的是S7-300设备模块中PS307 2A；

2、此外为传感器、执行器配置了一路直流24V外部电源，本例中选取西门子SITOP电源，SITOP Smart 24V/2.5A的模块。厦门大学物理与机电工程学院厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练电气控制实践训练MOOCMOOC课程团队课程团队三相五线交流进电交流控制用电交流设备用电直流控制用电直流设备用电急停持续交流设备用电急停间断交流设备用电急停持续直流设备用电急停间断直流设备用电控制器电源模块的供电、交流控制回路的用电CPU等控制器传感器、部分安全考虑执行器执行器、电磁阀传送带电机，外部DC24V电源模块光电传感器、电容传感器、电磁阀设备设备的配电需求分析的配电需求分析厦门大学物理与机

3、电工程学院厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练电气控制实践训练MOOCMOOC课程团队课程团队交流主回路设计交流主回路设计在进电部分，我们选用4极断路器QF1作为系统进电安全保护，能够实现有效过流和短路保护，同时也作为总进电的操作开关，进电U1、N1处，我们增设了风扇F1、F2：用于整个电控柜的散热，一个风扇进风，一个风扇出风；还有我们增设了日光灯照明HL4，HL4由一个门碰开关SQ1控制，当门闭合时，触碰门碰开关，触点动作，灯灭，一旦门打开，SQ1归位，灯点亮，作为电控柜的维修照明；厦门大学物理与机电工程学院厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练电气控制实践训练MOOCMOOC课程

4、团队课程团队交流主回路设计交流主回路设计在断路器QF1后紧跟着一个4极交流接触器KM1，用于控制整套系统的上电和断电，由一个设备上电按钮和一个设备断电按钮控制；交流控制用电可以从U2、V2、W2、N2部分引出，典型的即CPU电源模块PS1，为CPU1提供电源；PS1电源前端配置有QF2断路器，起到分级保护作用；厦门大学物理与机电工程学院厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练电气控制实践训练MOOCMOOC课程团队课程团队交流主回路设计交流主回路设计交流设备用电包括外部电源模块PS2，以及传送带电机M1，两者分别配置QF3、QF4断路器做分级保护，同时对PS2直流电源输出部分增加熔断器进行过

5、流、短路保护，保护传感器、执行器的安全；这里增加两个交流接触器KM2及KM3，用于实现交、直流设备用电的二级细分，即区分急停按下后间断供电及急停按下后保持供电的功能；其中KM2用于实现急停操作后，P2、M1直流支路断电，切断分度盘电磁阀、灌装气缸电磁阀的运行，同时P1、M0支路保持对传感器的供电，同理KM3用于实现急停操作后传送带电机的断电功能；传送带电机正反转控制，通过KM4和KM5实现；厦门大学物理与机电工程学院厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练电气控制实践训练MOOCMOOC课程团队课程团队交流控制回路交流控制回路从U1、N1中取电，设计上电按钮SB1、断电按钮SB2及KM1线圈

6、的自锁回路，实现总电源接触器KM1的通电、断电控制；此处SB1、SB2选择带灯按钮，SB1指示灯直接连接至U2处，KM1闭合设备上电，立即点亮，SB2指示灯由KM1常闭触点控制，当QF1断路器闭合，设备未上电时点亮，可以起到系统进电指示作用；厦门大学物理与机电工程学院厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练电气控制实践训练MOOCMOOC课程团队课程团队交流控制回路交流控制回路我们可以看到从U2、N2取电，由急停开关ES1常闭触点控制KM2、KM3的通断，正常情况下KM2、KM3在设备上电后立即接通，一旦发生故障，按下急停开关，二者将同时断开，能够使急停操作时，需要间断供电电源立即切断。从U

7、3、N2取电，通过继电器KA1和KA2控制KM4、KM5的线圈，KA1、KA2控制信号来源于PLC，KA1、KA2选取欧姆龙直流继电器MY2N-D2-J型号，有2组常开/常闭触点，自带有续流二极管。厦门大学物理与机电工程学院厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练电气控制实践训练MOOCMOOC课程团队课程团队直流配电直流配电厦门大学物理与机电工程学院厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练电气控制实践训练MOOCMOOC课程团队课程团队直流配电直流配电1.我们将进瓶检测光电传感器SQP1、灌装电容传感器SQP2、出瓶检测光电传感器SQP3的电源连接至设备用电P1、M0之间，在急停操作时保

8、持不间断电；2.我们将分别由KA3和KA4控制的分度盘气缸电磁阀YV1、灌装气缸电磁阀YV2的电源，连接至设备电源P2、M1间，当急停操作时，确保其断电，从硬件电路上停止执行机构的运行。厦门大学物理与机电工程学院厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练电气控制实践训练MOOCMOOC课程团队课程团队输入信号接线图输入信号接线图厦门大学物理与机电工程学院厦门大学物理与机电工程学院电气控制实践训练电气控制实践训练MOOCMOOC课程团队课程团队输入信号接线图输入信号接线图根据314C-2PN/DP集成接口的原理，我们可以画出CPU1的输入端子部分，包含1-20号端口，在这里我们可以为数字量输入模

9、块端口1L+、1M提供DC24V电源P1、M0；将系统启动按钮SB3、系统停止按钮SB4、传送带前行点动按钮SB5、传送带后行点动按钮SB6、复位按钮SB7，急停常闭触点ES1、手动/自动模式切换开关SA1，以及满瓶/半瓶灌装选择开关SA2依次分配给I0.0-I0.7通道，触点一端连接高电平P1，另一端接入对应PLC信号通道；此处特别注意，在急停开关ES1选型时，额外配置了一个辅助常闭触点，作为PLC信号输入，使得控制系统将能够判别急停操作，并作出相应的响应，例如急停操作后，可以及时关闭执行器输出、提示报警等；分度盘气缸前后行到位磁性感应开关SQP4、SQP5分别接入I1.0、I1.1通道；三

10、个传感器信号，由于为PNP类型，并且与DI输入模块采用同一套供电P1、M0，能够形成有效电流回路，因此直接将信号接入PLC输入通道即可，此处依次分配进料传感器SQP1至I1.2通道，灌装传感器SQP2至I1.3通道、出料传感器SQP3至I1.4。输出信号接线图输出信号接线图输出信号接线图输出信号接线图对于PLC的输出部分314C-2PN/DP，其输出通道与输入通道同为一个接口模块，占有21-40端口，其中21-30端口为一组，31-40端口为第二组，我们仅需要用到7个输出通道，因此选取21-30这一组输出即可，输出通道也需要提供DC24V电源，此处选择P1、M0；将KA1-KA4这四个继电器线

11、圈分别接Q0.0-Q0.3通道，输出端口为高电平，因此线圈另一端需要接低电平，此外输出部分还分配有系统运行指示灯HL1、系统模式指示灯HL2、系统报警指示灯HL3，分别分配至Q0.4-Q0.6通道。输出信号接线图输出信号接线图有同学会有疑问，输出通道配置直流电源是否需要配置为P2、M1，此处做几点说明：首先我们希望急停按下时，指示灯仍然可以点亮，而指示灯与继电器配置在同一个通道21-30，用电不能分开，因此必须选取P1、M0；而在交流控制电路中KM4、KM5的线圈所使用的交流电是能够被急停切断的，在直流配电图中，YV1、YV2线圈用的直流电P2、M1也能被急停切断；所以即使输出通道电源配置P1

12、、M0也是没有问题的，我们仅需在程序中实现，急停按下时，确保输出通道Q0.0-Q0.3全部不输出即可。原理图原理图设计标准设计标准1.线标，一般线标前端字母标示可以体现其信号类型和来源，后端采用数字索引能够代表电位的区分；2.关联信号标识，图纸设计过程中，一个器件会存在主器件与辅器件的关联参考，这种关联参考可能存在于一张图纸中，也可能存在于多张图纸中。关联参考标识源于图纸的行列号，例如KM1线圈，用到了4个主触点、2个辅助触点，其中4个主触点分布于第1张图纸中的第3列第A行。3.中断点，当导线电位需要延伸至另一页图纸中时，可采用中断点，中断点必须存在一个源信号和一个目标信号，例如交流主回路图纸

13、中源信号U1，从关联参考中可以知道，其目标信号在第2张图纸的第1列A行。接线端子分配接线端子分配1.实现控制柜柜内设备与柜外设备分离B器件外部A器件外部来自同一个外部设备的接线分配连续的端子排避免接入端子排时分叉、交错B器件外部A器件外部接线端子分配接线端子分配接线端子分配接线端子分配2.设计母线排8761-3KM9.4X3.4X1-3QF2-2QF2-1KMU2母线排接线QF1KM1线圈、SB2灯0.6AKM1KM2、KM3线圈，SB1灯0.1AQF2PS10.5AQF3PS20.65AKM3KM4、KM5线圈0.04AQF4、KM4、KM5M11.52APS1314C-2PN/DP1APS

14、2、FU1SQP1、SQP2、SQP30.075ASB3、SB4、SB5、SB6、SB7、SA1、SA2、SQP1、SQP2、SQP30.09AKA1、KA2、KA3、KA40.148AHL1、HL2、HL30.06AKM2YV1、YV20.04A用电核算用电核算欧姆龙欧姆龙MY2N-D2-J，端子原理图，端子原理图直流继电器直流继电器触点触点线圈线圈内部续流二极管内部续流二极管触触点点用电核算：继电器用电核算：继电器电流能够满足数字量输出模块需求，可直接连接电流能够满足数字量输出模块需求，可直接连接用电核算：指示灯用电核算：指示灯SB1系统上电按钮XB2BW33M1CSchneider1AC

15、220V/50Hz，绿色带灯SB2系统断电按钮XB2BW34M1CSchneider1AC220V/50Hz，红色带灯SB3启动按钮XB2BA31CSchneider1常开，绿色SB4停止按钮XB2BA42CSchneider1常闭，红色SB5传送带正点动按钮XB2BA31CSchneider1常开，绿色SB6传送带反点动按钮XB2BA31CSchneider1常开，绿色SB7复位按钮XB2BA51CSchneider1常开，黄色ES1急停按钮XB2BT42CSchneider1红，常闭，转动复位急停辅助常闭触点ZB2BE102CSchneider1常闭SA1模式切换开关ZB5AD2Schneider1常开SA2灌装容量选择开关ZB5AD2Schneider1常开HL1系统运行指示灯.XB5EVB3Schneider1绿，DC24VHL2灌装量指示灯XB5EVB6Schneider1蓝，DC24VHL3报警指示灯XB5EVB4Schneider1红，DC24V用电核算：用电核算：按钮按钮用电核算：按钮用电核算：按钮CPU 能耗用电核算：用电核算：CPU用电核算：接触器用电核算：接触器用电核算：用电核算：蜂鸣器蜂鸣器用电核算：直流电源用电核算：直流电源用电核算：用电核算：PS307布局布局图：柜内图：柜内布局图：布局图：柜外柜外