PLC控制系统主电路和控制电路的设计方案

1.主电路设计

PLC控制系统的主电路设计与其他电气控制系统无原则性区别。但必须符合有关标准的规定，并结合PLC控制系统的自身特点充分考虑系统的可靠性与安全性

（1）主电路设计的内容

主电路通常包括如下部分：

1）电机主电路，包括用于电机通断控制的接触器、电机保护的断路器等；

2）各种动力驱动装置的电源回路与动力回路，如驱动器电源输入回路及其通断控制的接触器、保护断路器、伺服电动机的电枢回路、直流电机的励磁回路等；

3）各种控制变压器的一次侧输入电路，包括通断控制的接触器、保护断路器等；

4）用于供给控制系统各部分主电源的电源输入与控制电路，包括用于电源变压器、整流器件、稳压器件，以及用于电源回路控制的接触器、保护断路器等。

（2）电源总开关

根据EN60204—1（VDE0113第1部分）标准规定，为了使得整个控制系统与电网隔离，机械设备的电气控制装置必须安装电源总开关。

（3）保护装置的安装

为了对设备主电路进行可靠、有效的保护，设备中每一独立的部件都必须安装用于短路、过电流保护的保护器件（如断路器等），保护器件必须具有足够的分断能力，必须能够可靠分断被保护的用电设备或电动机。

出于调试、维修的需要与系统的可靠性与安全性的考虑，原则上应对不同类型的主电路，如电机主电路、驱动主电路等，在每一部件独立安装保护器件的基础上对每一大类分类安装总保护断路器。

对于输入输出点数、种类较多，构成复杂，控制要求较高的控制系统，当外部输入输出信号共用电源时，应采用分组的形式进行供电，每组通过独立的保护断路器进行保护与通断控制。

（4）接地与抗干扰

从安全角度考虑，控制系统应安装总接地母线，用于电位平衡与接地。与主电路连接的各种独立电气控制装置，应有专门的、符合要求的接地连接线与设备接地母线进行连接，以防止干扰，提高可靠性。

系统中容易产生干扰或是容易受到外部干扰的电气控制装置，如PLC、数控装置（CNC）、伺服驱动器、变频器等，应通过隔离变压器、滤波电抗器等与电源进行连接，以抑制线路干扰。(www.xing528.com)

系统中需要通断的大功率负载，应在线路上安装浪涌电压吸收器，以抑制负载通断产生的过电压与干扰。

2.控制电路设计

PLC控制系统的控制回路设计的基本要求与最高准则：必须保证系统运行的可靠性与安全性。控制电路的设计不仅要考虑设备的正常运行情况，更要考虑到当设备中的机械部件、电气元件发生故障以及出现误操作、误动作等情况下的紧急处理。控制电路设计必须具有“冗余”，操作元件必须具有保护等，无论出现何种情况，控制电路必须能保证设备的安全、可靠停机，并是不会对操作、维修者与设备造成伤害。控制电路一般有AC220V（或AC230V）与DC24V两种，其组成与作用如下。

（1）AC220V控制电路。PLC控制系统中的AC220V（或AC230V）控制电路，一般包括以下线路：

1）用于电气控制系统的AC220V（或AC230V）安全电路，如紧急分断电路、“双手控制”电路等、安全防护门控制电路。

2）电气控制装置、电机、设备的起动停止控制电路。

3）主电路中的AC220V（或AC230V）接触器的通断控制电路。根据系统的安全、可靠性的需要，考虑线路“互锁”控制。

4）各种驱动装置、控制装置的AC220V（或AC230V）辅助控制电路等。

（2）DC24V控制回路。PLC控制系统中的DC24V控制电路一般包括以下控制电路：

1）DC24V辅助继电器/接触器接点控制电路。

2）用于电气控制系统的DC24V紧急分断电路与安全电路。

3）DC24V电磁阀、电磁离合器等执行元件的驱动、控制电路。

4）DC24V制动器、防护门联锁控制电路等。

总之，在保证安全、可靠的前提下，控制电路的动作设计应尽可能简洁、明了，方便操作与维修。控制电路的控制电压应符合标准规定，电压种类不宜过多，以降低生产制造成本，提高系统可靠性。电路中的元器件选择应尽可能统一、规范，生产厂家不宜过多，以方便采购供应与维修服务。

3.控制柜、操纵台的机械结构设计。

控制柜、操纵台的电气元件安装设计，电器的连接设计属于安装与连接的范畴。设计的目的是用于指导、规范现场生产与施工，为系统安装、调试、维修提供帮助，并提高系统的可靠性与标准化程度。