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1、深圳市海目星激光科技有限公司,能源设备部电气选型与电气装配规范,电气设计,二,目录,电气,一,公司常用系统控制硬件,三,电气和电器的概念电气：电能的生产、传输、分配、使用和电工装备制造等学科或工程领域的统称。,电器：泛指所有用电的器具，从专业角度上来讲，主要指用于对电路进行接通、分断，对电路参数进行变换，以实现对电路或用电设备的控制、调节、切换、检测和保护等作用的电工装置、设备和元件；从普通民众的角度来讲，主要是指家庭常用的一些为生活提供便利的用电设备，如电视机、空调、冰箱、洗衣机、各种小家电等等。,常用低压电器,低压电器的含义 通常是指工作在交流1200V和直流1500V以下，用来切换、控制
2、、调节和保护用电设备的电器。按其控制和保护对象不同，低压电器分为配电电器和控制电器两大类。,低压配电电器主要用于低压配电系统中。要求系统系统发生故障时准确动作、可靠工作，在规定条件下具有相应的动稳定性与热稳定性，使电器不会被损坏。常用的配电电器有刀开关、转换开关、熔断器、断路器等。低压控制电器主要用于电力传动系统。要求寿命长、体积小、重量轻且动作迅速、准确、可靠。常用的控制电器有接触器、继电器、起动器、主令电器等。,1、转换开关,主要用途：转换开关可作为电路控制开关、测试设备开关、电动机控制开关和主令控制开关，及电焊机用转换开示意图关等。转换开关一般应用交流50HZ，电压至380V及以下，直流
3、电压220V及以下，作手动不频繁接通或分断电路，换接电源或负载，可承载电流一般较大。,2、熔断器,熔断器是根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开；运用这种原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护器件之一。熔断器主要由熔体、外壳和支座 3部分组成，其中熔体是控制熔断特性的关键元件。熔体材料分为低熔点和高熔点两类。熔体的形状分为丝状和带状两种。改变变截面的形状可显著改变熔断器的熔断特性。熔断器具有反时延特性，即过载电流小时，熔断时间长；过载电流大时，熔断时间短。所以，在一定过载
4、电流范围内，当电流恢复正常时，熔断器不会熔断，可继续使用。熔断器有各种不同的熔断特性曲线，可以适用于不同类型保护对象的需要。,3、断路器,低压断路器：又称自动空气开关或自动空气断路器，简称断路器。它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。,4、按钮,按钮是一种人工控制的主令电器，是一种常用的控制电器元件，常用来接通或断开控制电路（其中电流很小），从
5、而达到控制电动机或其他电气设备运行目的的一种开关。按钮从外形和操作方式上可以分为平钮和急停按钮，急停按钮也叫蘑菇头按钮，常用按钮的外形如图所示，除此之外还有钥匙钮、旋钮、拉式钮、万向操纵杆式、带灯式按钮等多种类型。红色按钮用于“停止”、“断电”或“事故”；绿色按钮优先用于“起动”或“通电”，但也允许选用黑、白或灰色按钮；一钮双用的“起动”与“停止”或“通电”与“断电”，即交替按压后改变功能的，不能用红色按钮，也不能用绿色按钮，而应用黑、白或灰色按钮；按压时运动，抬起时停止运动（如点动、微动），应用黑、白、灰或绿色按钮，最好是黑色按钮，而不能用红色按钮。,5、接触器,接触器分为交流接触器(电压A
6、C)和直流接触器(电压DC)，它应用于电力、配电与用电。接触器广义上是指工业电中利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。交流接触器利用主接点来开闭电路，用辅助接点来导通控制回路。主接点一般是常开接点，而辅助接点常有两对常开接点和常闭接点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。接触器具可高频率操作，做为电源开启与切断控制时最高操作频率可达每小时1200次。接触器的使用寿命很高，机械寿命通常为数百万次至一千万次，电寿命一般则为数十万次至数百万次。,6、继电器,继电器(Relay)，也称电驿，是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）
7、，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构（输出部分）；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。,7、开关电源,开关电源又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置。其功能是将一个位准的电压,透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源大至由主电路、控制
8、电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。工作原理：1.交流电源输入经整流滤波成直流;2.通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;3.开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的.交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧
9、毁开关电源.,8、传感器,传感器：是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。,9、步进电机,步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成
10、分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（即步进角）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机分三种：永磁式（PM）、反应式（VR）和混合式（HB）。永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度；反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为
11、1.5度，但噪声和振动都很大，在欧美等发达国家80年代已被淘汰；混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点，分为两相和五相，两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度，这种步进电机的应用最为广泛。,步进电机驱动器,步进电机驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速和定位的目的。,步进电机控制系统,上位机,电源,步进电机,10
12、、伺服电机,伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。,伺服电机驱动器,伺服驱动器又称为伺服控制器、伺服放大器，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系
13、统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制，实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的高端产品。,上位机,伺服电机控制系统,电气安装规范一.布线标准 1 导线线径选用标准 A.PLC输入、输出信号线采用0.5 m控制线.B.脉冲信号、模拟量信号等微弱信号采用0.5 m多芯屏蔽电缆.C.其它较大电流控制线、动力线按以下原则选用导线线径.,导线颜色选用标准 A.PLC输入信号线采用0.5 m白色控制线.B.PLC输出信号线采用0.5 m灰色控制线.C.直流电源+24V采用棕色线,0V采用蓝色线.D.220V以上动力线相线采用红色线,零线采用黑色线.
14、E.地线采用黄绿线.走线标准 A.控制内走线采用走线槽,线槽大小根据线量多少选择相应规格.B.控制箱外采用走线槽或缠绕管走线.C.动力线和控制线尽量分开走线避免干扰.D.线槽内不允许有对插头或接口。线号标号标准 A.整份图纸线号必需清晰、明了并按统一标准编号.B.每过一个电气元器件节点必需更改一次线号,必免重复.C.一个端子上最多有2根线缆，且唯一线号。,22,二.防干扰措施 1.屏蔽线的选用 A.脉冲信号、模拟量信号、编码器信号等微弱电压、电流信号采用屏蔽电缆.2.接地原则 A.安全接地：设计交流电气设备必设计黄绿色安全接地线接地，防止当设备内电源与机壳之间绝缘电阻变小时，电击伤人.B.屏蔽
15、接地：为了防止电路之间由于寄生电容存在相互干拢、电路辐射电场或对外界电场敏感，必须进行必要的隔离和屏蔽，这些隔离和屏蔽的金属必须接地.C.滤波器接地：滤波器中一般都包含信号线或电源线到地的旁路电容,当滤波器不接地时这些电容处于悬浮状态,起不到旁路作用.D.噪声和干扰抑制接地：对内部噪声和外部干扰的控制需要设备或系统上的许多点与地相连,从而为干扰信号提供最近阻抗通道.E.电路参考接地：电路之间信号要正确传输,必须有一个公共电位参考点(大地),因此所有互连的路必须接地.,三.接口信号的处理1.PLC输入输出信号的处理 A.PLC输入信号公共端(COM)接+24V,针对部分PLC输入端用内部24V电源时注意把COM端与直流电源0V连接好.(传感器选用:NPN型)B.PLC输出信号公共端(COM)接0V C.PLC与外部设备进行开关量I/O连接时,需考虑PLC I/O触点容量(晶体管0.2A/点,断电器2A/点),超过容量时加中间继电器进行转换.D.当两控制器之间需交换大量信号或信息时应采用通迅方式.,
