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 (连载二)记一台设备的设计过程——设计部分

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高山孤影
至圣

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楼主    2017-08-08 15:59:41
主题:(连载二)记一台设备的设计过程——设计部分 精华帖 

上一篇主要讲述了设备制造加工的计划部分,这一篇介绍一下设计部分。

电气控制的设计主要包含了机械设计、电气设计以及程序设计,现在就分类作一下介绍。

一、机械部分

根据客户要求,设备的结构主要包含:低压控制电器、IGBT、启动及滤波部分、散热系统等组成的主回路;控制开关、开关电源、控制继电器(中继)、传感器、PLC、PWM控制板、IGBT驱动板等组成的控制回路;电阻、接触器等组成的紧急启动回路等。

在机械设计阶段,我们将这三套回路隔离设计,分成不同的仓体,中间开圆孔,用防水螺母或橡胶圈作为连接线缆的防护。因为电阻是发热源,所以单独做一个仓体在机柜的顶部,开百叶窗散热孔,周边翻边,用螺丝固定,便于拆卸更换,柜体主回路部分与电阻箱隔板设两只42W/DC220V风机,便于主回路电力电子器件热量的排出,以及电阻热量的散失。

机柜的整体设计结构如下:

 


底部出线为扣板,可拆卸,扣板上设出线孔。

 


机箱门为外叩门,因为有IP54的防护等级要求,所以门与柜体结合处设有防水胶条,门下半部分有通风孔,设防尘网组,作为进风口。



 

机箱整体器件的安装均采用安装板,必要时用撑子加强,控制部分用线槽走线,线槽规格为40*40。下面是根据器件设计好的机箱安装板。

 



根据客户要求,机箱材料为316L。

二、电气部分的设计

电气部分作为主要的控制部分,需要出具完整的设计图纸,供生产参考,供客户备案。

前面的计划部分已经设计好各种元件的参数,为降低启动电流,电阻设为两级投切,55KW电机额定电流为55000/220=250A,当启动电压为一半时,按两倍启动电流计算,110/250*2=0.22Ω,因牵扯蓄电池放电问题及检测方便,取设计电阻的1.2倍所以选择为0.26Ω电阻两只作为启动电阻。

主电路设计图纸:

 


控制电路及信号设计图纸:

 


 


 



S7-200电气原理图:


LOGO!电气原理图:

 

KM4为紧急启动接触器,KM5/KM6为电阻投切接触器,KM8为紧急启动励磁,QF3是主要控制励磁部分的断路器,KM3为主启动励磁,KM7为主启动与紧急启动回路的隔离接触器,便于主启动部分的维修。



输出端子布局图:

 


三、程序部分设计

S7-200PLC负责电流、电压、设备状态、故障等信号的采集、处理、显示,以及起动电压的给定。这是启动部分的程序(电压累计因无法全部显示,没有完整截图):



LOGO!负责接收故障信号,并紧急启动后备电阻,这一级要绝对可靠,需要有励磁电流的检测,丢失励磁不能发出启动信号,否则会造成电机飞车,最后一级启动完成后,需要将前面电阻切除。程序如下:




因时间有限,发稿有点匆忙,加之该部分比较重要,之后将不断修正。


本部分完,请大家继续关注第三部分:(连载三)记一台设备的设计过程——装配部分





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