电气工程硬件设计思路

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1、电气硬件设计硬件设计流程图确定系统控制任务与设卟嬰求制定电气控制方案确定控制系统输入输出信兮硬件选型与配.??编写符号表、设计控制程序程序初步调试Ii/o分配、绘制接线图制作控制柜输入输出接线/安装硬件校块、i/o接线I修改程序交付使用首先明确电气工程及其自动化主要是控制方向的，所以电气的硬件设计指比如说：输入/输出的开关量、数字量、模拟量的选择，执行器的选择，控制器的选择还有人机操作的选择等这些方面的确定。（比如开关、各种继电器、保护器、PLC、电机等均为电气的硬件部分）要与机械部分的硬件相互区分，电

2、气的硬件部分控制机械的硬件部分。一确定系统控制任务与设计要求了解机械运动与电气执行元件之间的关系，仔细分析被控对象的控制过程和控制要求,熟悉工艺流程及没备性能，明确各项任务的要求、约束条件及控制方式。对于较复杂的校制系统，还可将控制任务分成儿个独立的部分，这样可以化繁为简，有利于编程和调试二指定电气控制方案根据生产工艺和机械运动的控制要求，确定控制系统的工作方式，例如全自动、半自动、手动、单机运行、多机联线运行等。还要确定控制系统应有的其他功能，例如故障诊断与显示报警、紧急情况的处理、管理功能、网络通信

3、等。三确定输入输出信号3-1控制对象的类型模拟量型数字（开关）量型教字堡输入对象：教字重输出对象：植拟堡输入对象：植似星输出对象:♦按钮♦雄电器♦温度♦电动调节阃♦迭择开关♦电磁岡♦压力♦变频器等♦行程开关♦电动机起动器♦流重♦眼位开关♦指示灯♦液位♦光电开关等♦蜂鸣器等♦电动机电流等3-2控制对象的数值范模拟量型数字(开关)量型外部输入传感器信号的类型(如电压电流、电阻等〉及蒯堡的里程范困外部负载的类型(如电压或电流〉及对应的铂出值范困外部输入信号电压等级：DC24VDC48125VAC120/230

4、V外部负载电压等级：DC24/48VDC4S~125VAC120/230V四硬件选型与配置4-1控制器(多为PLC)选型与配置I/O信号的点数网络通信的模式特殊功能需求根据已经确定的I/O设备，统计所需要的LO信号的点数，选择是否支持扩展机架的CPU根据信号传输方式所需要的网络接口形式，选择支持现场总线网络、工业以太网络或点到点通信的CPU。如果网络有路由要求，则要选择支持路由功能的CPU如果现场有高速计数或高速脉冲输出要求，可选择集成了该功能的CPU。选择硬件模块时要留有适当的余量：15%的容量根据已

5、经确定的I/O信号的点数和类型，预留10%(1)选择合适的PLC机型：从性能结构、i/o点数、储存量和特殊功能考虑，并根据系统复杂程度和控制要求來选择。己达到系统运行可靠、维护使用方便、和性价比。(2)Pic的i/o点数的选择：首先估算系统i/o点数，根据现场的输入输出设备。选择时保留百分之10到15的余量。(3)输入输岀模诀的选择：①根据现场输入信号与PLC输出模块的距离来选择工作电压。例如12v不超过12m②对于高密度的输入模块：一般接入输入模块总点数，不得超过PLC输入总点数的百分之60.输入部分

6、输出有继电器、晶体管、晶闸管输出。继电器输山便宜，输出变化不太快、开关频率慢的场合优先选择。开关频率、功率因数低的感性负载，可选用晶闸管或晶体管输出，但是其过载能力低，对感性负载断开瞬间的反向击穿电压必须采取抑制措施。而且输出模块的同时接通点数总电流不得超过该模块最大的允许电流值。低功率集屮设备可选低电压高密度的i/o模块，人功率分散设备可选择高电压低密度的i/o模块。(4)估算用户控制程序的存储容量控制程序所占的内存容量与控制系统的控制要求的复杂程度、i/o点数、运算处理、程序结构等多方面因素有关，所

7、以只能根据经验。如下图：用户储存程序容量表序号器件名称所需储存字节书1开关量输入输入总数*10字/点2开关量输出输山总数*8字/点3定时器/计数器定时器/计数器个数*5字/点4模拟量模拟量通道数*100字/通道5通信端口端口数*300字/个(5)特殊功能模诀配置在工控中除了开关量外，还有温度、压力、液位流量等过程控制变量以及位置、速度、加速度、力矩、转矩等运动控制变量，所以耑要对这些变量进行检测与控制。在这些场合，输入输出已经不是关键参数，而应考虑它们的控制功能。所以要用专业的模块，如ad-da转换模块

8、、温度模块、位控模块、高速计数模块、脉冲计数模块以及网络通信模块(6)i/o分配列山系统i/o分配表将相同型号集中配置，地址等按顺序连续编排。最后绘制i/o端LI接线。4-2检测装置各种模拟/数字量的传感器、限位装置等，用来获取系统中儿何或物理呈的信息，反馈冋控制器，为实现控制提供依据4-3执行机构根据系统要求：比如速度、带载能力、精确度等因素，来选择电动、液动、气动、直流电机、交流电机、步进电机、伺服电机等。并选择与之匹配的驱动器4-4人