Prinzipieller elektrischer Aufbau eines SPS-Panels (Verdrahtungspläne)
Aufbau des SPS-Panels
Es ist ungewöhnlich, dass Ingenieure ihre eigenen bauenPLC-Panel-Designs (aber natürlich nicht unmöglich). Sobald die elektrischen Konstruktionen abgeschlossen sind, müssen sie zum Beispiel von einem Elektriker gebaut werden. Daher liegt es in Ihrer Verantwortung, Ihre Konstruktionsabsichten durch Zeichnungen effektiv an die Elektriker zu kommunizieren.
Elektrisches Grundkonzept eines SPS-Panels - Schaltpläne (auf dem Foto: Modernes Panel für industrielle Automation; Kredit: plctrg.com)
In einigen Fabriken geben die Elektriker auch die Leiterlogik ein und debuggen. In diesem Artikel werden die Designprobleme bei der Implementierung beschrieben, die vom Designer berücksichtigt werden müssen.
Schaltpläne eines SPS-Panels
In einer industriellen Umgebung wird eine SPS nicht einfach „in eine Steckdose eingesteckt“. Das elektrische Design jeder Maschine muss mindestens die folgenden Komponenten enthalten.
- Transformer - um die AC-Versorgungsspannungen auf niedrigere Pegel zu senken
- Stromkontakte - Zum manuellen Aktivieren / Deaktivieren der Stromversorgung der Maschine mit Not-Aus-Tasten
- Terminals - um Geräte anzuschließen
- Sicherungen oder Trennschalter - führt zum Stromausfall, wenn zu viel Strom verbraucht wird
- Erdung - einen Pfad für den Stromfluss bereitzustellen, wenn ein elektrischer Fehler vorliegt
- Gehege - um das Gerät und den Benutzer vor versehentlichem Kontakt zu schützen
Diese Leistung muss auf einen niedrigeren Spannungspegel abgesenkt werden für die Steuerungen und Gleichstromversorgungen. 110 V Wechselstrom ist in Nordamerika üblich und 220 V WechselstromIst in Europa und den Commonwealth-Ländern üblich. Es ist auch üblich, dass ein Schaltschrank andere Geräte wie Motoren mit einer höheren Spannung versorgt.
Motorcontroller Beispiel
Ein Beispiel für eine Verdrahtungsplan für eine Motorsteuerung ist in Abbildung 1 dargestellt. Beachten Sie, dass Symbole später detailliert beschrieben werden.
Gestrichelte Linien zeigen eine gekaufte Komponente an. Dieses System verwendet Dreiphasenwechselstrom (L1, L2 und L3) an die Terminals angeschlossen. Die drei Phasen werden dann an einen Stromunterbrecher angeschlossen. Als Nächstes werden alle drei Phasen einem Motorstarter zugeführt, der drei Kontakte M und drei thermische Überlastrelais (Unterbrecher) enthält.
Abbildung 1 - Ein Schema für die Motorsteuerung
Die Kontakte Mwird von der Spule gesteuert, M. Der Ausgang des Motorstarters geht an einen Drehstrommotor. Die Stromversorgung erfolgt durch Anschluss eines Abwärtstransformators an die Steuerelektronik durch Anschluss an die Phasen L2 und L3. Die niedrigere Spannung wird dann verwendet, um die linke und rechte Schiene der Leiter unten mit Strom zu versorgen. Die neutrale Schiene ist ebenfalls geerdet.
Die Logik besteht aus zwei Drucktasten:
- Der Starttaster ist normalerweise geöffnet, so dass der Motor nicht gestartet werden kann, wenn etwas versagt.
- Der Stop-Taster ist normalerweise geschlossen, so dass das System bei Ausfall einer Verbindung oder Verbindung sicher stoppt.
Das System steuert die Motorstarterspule M und verwendet a Reservekontakt am Anlasser, M, um den Motoranlasser abzudichten.
Beiseite: Die Spannung für den Abwärtstransformator liegt zwischen den Phasen L2 und L3. Dies erhöht die effektive Spannung um 50% der Spannung einer einzelnen Phase.
Das Diagramm zeigt auch die Nummerierung der Drähte indas Gerät. Dies ist wichtig für industrielle Steuerungssysteme, die Hunderte oder Tausende von Drähten enthalten können. Diese Nummerierungsschemata sind häufig für jede Einrichtung spezifisch, aber es gibt Werkzeuge, mit deren Hilfe Drahtetiketten im Endkontrollschrank angezeigt werden.
Abbildung 2 - Ein physisches Layout für den Schaltschrank
Im Schaltschrank würde der Wechselstrom an der Klemmleiste anliegen und an den Hauptschalter angeschlossen werden.
Es würde dann mit den Schützen verbunden undÜberlastrelais, die den Motorstarter bilden. Zwei der Phasen sind ebenfalls mit dem Transformator verbunden, um die Logik zu versorgen. Die Start- und Stopp-Schaltflächen befinden sich auf der linken Seite der Box (Hinweis: Normalerweise werden diese an anderer Stelle montiert, und es ist eine separate Layoutzeichnung erforderlich).
Das endgültige Layout im Schrank könnte dem in Abbildung 1 gezeigten entsprechen.
Abbildung 3 - Endgültige SPS-Bedienfeldverdrahtung
Beim Aufbau des Systems werden bestimmte Standards eingehalten, z. B. Unternehmensrichtlinien oder gesetzliche Anforderungen. Dies umfasst häufig Elemente wie;
- Halten Sie gedrückt - Sie sichern den Draht, damit er sich nicht bewegt
- Etiketten - Kabeletiketten helfen bei der Fehlersuche
- Zugentlastungen - Diese halten den Draht so, dass er nicht aus den Schraubklemmen gezogen wird
- Erdung - Zur Sicherheit können an jedem Metallstück Erdungsdrähte erforderlich sein
Ein Foto eines Schaltschranks für industrielle Steuerungen ist in Abbildung 4 dargestellt:
Abbildung 4 - Ein industrieller Schaltschrank mit Kabelführungen, Klemmleiste, Tasten an der Frontseite der SPS-Steuertafel usw.
Beim Einbinden einer SPS in den Kontaktplan bleibt noch. Es wird jedoch tendenziell komplexer. Abbildung 5 zeigt a Prinzipschaltbild für ein SPS-basiertes Motorsteuerungssystemähnlich dem vorherigen Beispiel für die Motorsteuerung.
Diese Figur zeigt die Not-Halt zur Stromunterbrechung verdrahtet an alle Geräte in der Schaltung, einschließlich der SPS. Alle kritischen Sicherheitsfunktionen sollten auf diese Weise fest verdrahtet sein.
Abbildung 5 - Ein elektrisches Schaltbild mit einer SPS
Elektrische Bedienfelder einschließlich SPS und HMIs
Referenz // Automatisierung von Fertigungssystemen mit SPSen von Hugh Jack