我們在進行系統(tǒng)設(shè)計時一定要考慮實際情況，設(shè)計原則是：設(shè)計必須緊緊和工藝相結(jié)合。

1、適用范圍

適用于本公司各種自動化成套產(chǎn)品中。

2、使用材料通常我們用到的材料及原件大概為以下幾種：

1. 開關(guān)電源：SIEMENS SITOP電源 24V、10A；PS307-5、10A

2. 小型斷路器：施耐德系列iC65N—2P/32A、25A、16A、10A、5A

3. PLC模塊：西門子S7-300系列

4. 安全柵：浙大中控系列

5. 繼電器：歐姆龍或魏德米勒系列

6. 接線端子：龍牌或魏德米勒系列

7. 導(dǎo)軌：

8. 線槽：

9. 導(dǎo)線：

   10、號碼管、針形線鼻、扎帶、號碼打印機、標簽、纏繞管、接地排

   3、工具

斜口鉗、剝線鉗、尖嘴鉗、剪刀、-+螺絲刀、扳手、萬用表、手電鉆鋼鋸、切割機、電烙鐵、焊錫、焊錫膏等。

1. 常用電子電氣元氣件功能介紹

   1、施耐德C65系列小型斷路器型號的選擇及功能介紹

   我們選用的斷路器型號一般為施耐德C65N系列。C65系列小型斷路器是一種具有過載與短路雙重保護的限流型高分斷小型斷路器，適用于交流50Hz/60Hz，額定工作電壓230V / 400V，額定電流至63A及以下的電路中，作為線路過載和短路保護之用。   

   ，額定電流1～63A，具B/C/D型脫扣曲線；可拼裝豐富的電氣附件、機械附件，實現(xiàn)功能的極大擴充和操作的便利；全系列產(chǎn)品可拼裝剩余電流動作保護附件，實現(xiàn)A/AC類剩余電流動作保護功能，額定剩余動作電流包括30mA，100mA，100mA延時，300mA和300mA延時型。

    

   斷路器一般安裝在控制柜正面第一行左側(cè)，上下離線槽的距離為50mm。

   2、開關(guān)電源：

   開關(guān)電源主要有5V、12V、24V，我們用的開關(guān)電源是24V 的，主要就是把AC220V交流電轉(zhuǎn)換成DC24V直流電，給控制設(shè)備供電。開關(guān)電源主要有明緯開關(guān)電源和SIEMENS SITOP電源。選用的電源輸出電流一般為10A和20A，

    

   開關(guān)電源一般放在控制柜正面第一行的右側(cè)，上下離線槽的間距為50mm。

   3、西門子PLC模塊

   下表為PLC模塊尺寸參數(shù)，其它參數(shù)及接線方式詳見PLC模板規(guī)范。

以后控制柜PLC導(dǎo)軌一律選用530導(dǎo)軌。

1. 安全柵（浙大中控）

    

   5、繼電器

   繼電器是一種電控制器件。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動關(guān)系。通常應(yīng)用于自動化的控制電路中，它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。

   最常用的就是OMRONG中間繼電器MY2NJ。

   6、接線端子

   接線端子就是用于實現(xiàn)電氣連接的一種配件產(chǎn)品。我們選用龍牌和菲尼克斯接線端子較多。

    

   龍牌端子的厚度為5.0mm，菲尼克斯端子的厚度為6.0mm。

   7、導(dǎo)軌：

    

   我們定制的導(dǎo)軌都是 1米的，這樣可以截成兩端，每段0.5米。

   8、 線槽：以后統(tǒng)一選用80*80；50*50；50*80的線槽。

   9、 導(dǎo)線：

   導(dǎo)線顏色和直徑的規(guī)定GB2681-81

名稱	顏色	直徑（mm）
220V電源相線	紅色	1.0
220V電源中性線	淡藍色	1.0
安全接地線	黃綠雙色	1.0
直流電源正	棕色	0.75
直流電源負	深藍色	0.75
信號線	黑色	0.75

二、電子電氣元的安裝

首先，PLC柜的配線安裝的前提條件是各種電子電氣元件及輔材的安裝為前提。

1. 柜內(nèi)面板的安裝：

   為了防止誤接線對控制系統(tǒng)參生嚴重的破壞作用，在以后的PLC柜提報中一律采用雙面板。前面板為各回路斷路器、s7-300模塊、中間繼電器、DO模塊端子排及AC220V端子排；后面板為所有的DI、AI、AO模塊輸出端子。

   2、線槽的安裝：

   線槽的安裝形式及標準如圖：

   Ⅰ、保證主干線槽橫平豎直；

   Ⅱ、布放過線槽時保證線槽間接縫要對齊，盡量避免布放斜向線槽；

   Ⅲ、線槽要布局合理、美觀,布放按“目”字排列；

   Ⅳ、豎直線槽采用：80*80mm；水平線槽采用：50*50mm

   Ⅴ、正面板，共有豎直線槽2根，水平線槽9根，集體的安裝尺寸如下：第一行線槽與第二線槽之間的距離為15cm，用于安裝斷路器及24v電源端子；第二線槽與第三線槽的距離20.3cm，用于安裝PLC-CPU機架；第三行線槽與第四行線槽的距離為20.3cm，安裝擴展機架；第四線槽至第七線槽的距離均為15cm；用于安裝中間繼電器；第七線槽與第八線槽的距離15cm；用于安裝中間繼電器出現(xiàn)端子排；第八線槽與第九線槽的距離15cm；用于安裝AC220V端子排；

    

    

   3、導(dǎo)軌的安裝及標準

   導(dǎo)軌分為兩種：1、電氣安裝導(dǎo)軌：采用的是“鳳凰”牌標準導(dǎo)軌；

                 2、DIN安裝導(dǎo)軌：采用西門子專用導(dǎo)軌；

   具體的安裝要求如下：

   ?、電氣安裝導(dǎo)軌安裝

   如圖所示：

   導(dǎo)軌水平方向，以左邊線槽向基準右2cm，垂直方向，以距離上線槽5.75cm標準；

   

   DK1為總電源，32A，出線接UPS進線端或插排，UPS出線端接DK2 20A進線端，DK2的出線端接DK3-DK8匯流排，給DK3-DK8供電；DK3 -DK4  15A給24電源模塊供電；DK5-DK6 5A給柜內(nèi)照明、風(fēng)扇供電；DK7-DK8 10備用電源。

‚DIN安裝導(dǎo)軌：

S7-300 PLC 由一個中央單元 (CU) 和一個或多個擴展模塊組成。包含CPU 的機架是中央單元 (CU)。配有模塊并連接到CU 的機架形成了系統(tǒng)的擴展模塊(EM)。

S7-300 的機架是一個裝配DIN導(dǎo)軌?？衫么藢?dǎo)軌安裝S7-300系統(tǒng)的所有模塊。

DIN安裝導(dǎo)軌

 

DIN導(dǎo)軌種類	DIN導(dǎo)軌型號	DIN導(dǎo)軌作用
160mm DIN 導(dǎo)軌	6ES7 390-1AB60-0AA0	? SIMATIC S7-300 的機械安裝機架 ? 用于S7-300模塊安裝 ? 可用螺絲擰緊到安裝背板或墻上
482mm DIN 導(dǎo)軌	6ES7 390-1AE80-0AA0
530mm DIN 導(dǎo)軌	6ES7 390-1AF30-0AA0
830mm DIN 導(dǎo)軌	6ES7 390-1AJ30-0AA0
2000mm DIN 導(dǎo)軌	6ES7 390-1BC00-0AA0

1、安裝方式：

可以垂直或水平安裝S7-300。所允許的環(huán)境空氣溫度和CPU模塊的位置如下：

垂直裝配：0℃至40℃

水平裝配：0℃至60℃

始終將CPU 和電源模塊安裝在左側(cè)或底部。

2、安裝間距：

必須保持如圖中所示的間距，以便為安裝模塊提供充足的空間，并能夠散發(fā)模塊所產(chǎn)生的熱量。下圖顯示的是安裝在多個機架上的S7-300 裝配，其中顯示了各機架與相鄰組件、電纜槽、機柜壁之間的間距。例如，在沿電纜槽為模塊接線時，屏蔽接觸元件底部與電纜槽間的最小間距為40mm。

3、DIN導(dǎo)軌安裝孔要求

DIN導(dǎo)軌具有用于固定螺絲的4個孔和1個接地導(dǎo)線螺栓

一米長以上的裝配導(dǎo)軌可以削減到任何特殊長度。不帶用于固定螺絲的安裝孔和接地導(dǎo)線螺栓。

四個用于安裝固定螺絲的孔（關(guān)于尺寸大小的信息，請參閱“固定孔的尺寸”）

如果導(dǎo)軌長度超出了830mm，則必須提供附加孔，以便用更多的螺絲固定才能使其穩(wěn)固。沿導(dǎo)軌中間部分的凹槽標出這些孔（見下圖）。間距應(yīng)大約為500mm。

鉆出標記的這些孔，M6 螺絲的孔徑=6.5+0.2 mm。

安裝一個M6 螺栓，用以固定接地導(dǎo)線。

 

DIN導(dǎo)軌安裝孔說明

裝配導(dǎo)軌的固定孔尺寸如下表所示。

 

“標準”導(dǎo)軌				2m裝配導(dǎo)軌
導(dǎo)軌長度		尺寸a	尺寸b	–
160 mm	10 mm		140 mm
482.6 mm	8.3 mm		466 mm
530 mm	15 mm		500 mm
830 mm	15 mm		800 mm

 

表 導(dǎo)軌的安裝孔尺寸

4、接地線安裝：

使用M6螺栓連接DIN導(dǎo)軌和接地線。接地線的最小橫截面：10mm2。下圖顯示了如何將接地線連接到導(dǎo)軌。

注意：請始終確保接地線和導(dǎo)軌之間的低阻抗連接?？赏ㄟ^以下方法達到此目的：使用低阻抗電纜，盡可能縮短該電纜的長度，使用較大的接觸表面。例如，必須使用柔性接地帶將安裝在鉸接框上的S7-300接地。

4、斷路器的安裝

斷路器一般安裝在控制柜正面第一行左側(cè)，上下離線槽的距離為30~50mm；交流與直流同時存在時，一定分開安裝以防對設(shè)備照成危害；斷路器上端接線，原則上相同電壓用匯流排連接。

5、S7-300模塊安裝

1、S7-300模塊的自左向右排列順序： PS307電源、CPU、通信模塊、DO模塊、DI模塊、AI模塊、AO模塊

2、模塊的安裝前，先確定是否DIN導(dǎo)軌安裝完畢。

3、模塊的安裝順序

從左邊開始，按照在STEP 7編程軟件硬件組態(tài)插槽號的順序，將模塊掛靠在導(dǎo)軌上。

注意：插入任何SM331模擬量輸入模塊前，請檢查量程范圍是否與STEP 7編程軟件硬件組態(tài)要求一致。不一致需要重新定位模塊端的測量范圍。

 

第1步	插入總線連接器到CPU 和SM/FM/CP/IM。除CPU 外，每個模塊都帶有一個總線連接器。 在插入總線連接器時，必須從CPU 開始。拔掉裝配中“最后一個”模塊的總線連接器。 將總線連接器插入另一個模塊。“最后一個”模塊不接受總線連接器。
第2步	按指定的順序，將所有模塊掛靠到導(dǎo)軌上 (1)，滑動到靠近左邊的模塊 (2)，然后向下旋轉(zhuǎn) (3)。
第3步	用螺絲擰緊模塊。

 

2、插槽號安裝

應(yīng)給每個安裝的模塊指定一個插槽號，這會使在STEP 7 的組態(tài)表中分配模塊更加容易。下表顯示了插槽號分配情況。（插槽號標簽包括在CPU 包裝內(nèi)）

 

插槽號	模塊	注釋
1	電源模塊(PS)	如果不配置西門子專用直流電源。該插槽號空缺
2	CPU模塊	CPU模塊插槽號
3	接口模塊（IM）	(IM) 在CPU 的右邊
4～35	擴展模塊 (SM)	擴展插槽號

1、在相關(guān)模塊前固定對應(yīng)的插槽號。

2、將針插入模塊上的開口①。

3、將插槽號壓入模塊中 ②。插槽號從輪子處斷開。下圖說明了此過程。

3、前連接器安裝：

系統(tǒng)的傳感器和執(zhí)行器是通過前連接器連接到S7-300模塊。將傳感器和執(zhí)行器連線到相關(guān)的前連接器，然后插入模塊。

前連接器類型所提供的前連接器有20 針和40 針兩種類型，均有螺緊型或彈簧卡入式兩種安裝類型。

 

前連接器	型號
20 針，螺釘型前連接器	6ES7 392-1AJ00-0AA0
20 針，彈簧型前連接器	6ES7 392-1BJ00-0AA0
40 針，螺釘型前連接器	6ES7 392-1AM00-0AA0
40 針，彈簧型前連接器	6ES7 392-1BM01-0AA0

 

前連接器

 

20 針前連接器安裝方法	40針前連接器安裝方法
①按住解鎖裝置。 ②插入前連接器。 ③合上前面板	①擰緊安裝螺絲。 ②合上前面板

 

4、標簽條安裝：

標簽條用于記錄系統(tǒng)的模塊I/O 和傳感器/執(zhí)行器的分配情況。必須使用下列標簽條（具體使用哪一種標簽條，將視模塊而定）：

可以用不同顏色的標簽條區(qū)分模塊類型或應(yīng)用區(qū)有褐色、淺褐色、紅色和黃色。其中黃色為故障安全安全系統(tǒng)所保留

 

標簽條	型號
非32通道標簽條	6ES7 392-2XX00-0AA0
32通道標簽條	6ES7 392-2XX10-0AA0

 

6、中間繼電器的安裝：

繼電器的寬度為22mm，每個導(dǎo)軌最多安裝24個繼電器，自左向右按照順序依次安裝

 

7、端子排

1、端子分類：儀表接線端子采用龍牌端子的厚度為5.0mm，菲尼克斯端子的厚度為6.0mm。動力端子采用2.5mm，

2儀表.端子的安裝方向：柜前采用橫向安裝；柜后采用豎向安裝；如圖：

 

Ⅰ、端子排按照每個模塊不同的需求，以每個模塊為單位進行安裝，模塊之間的用標記端子隔離；

Ⅱ、每排接線端子應(yīng)有上下兩條過線槽；

Ⅲ、接線端子在所有線都接完之后要將空端子排上的螺絲擰緊，以免在運輸過程中丟失，

3、動力端子：安裝在系統(tǒng)柜的左下角如圖：

8、標號

1、同一線徑的線,采用同線徑的標號套管（異型管）；

2、標號套管文字方向遵循從左到右,從上到下的規(guī)則；

3、保持在一個控制柜中所有套管文字方向的一致性，即所有水平、垂直套管上文字的方向一致，這樣一是方便查線,二是看起來比較規(guī)整。

4、在接完所有線之后要將同一單元內(nèi)所有套管對齊。

9、電纜

1、信號線

⑴線纜走向要橫平豎直，兩端必須將冷壓頭（又名插針）壓上；

⑵線纜轉(zhuǎn)向時避免打死折，最好圓滑一些。這樣就避免了線纜外皮及內(nèi)部銅芯的損傷。

⑶前門板上設(shè)備的接線全部采用軟線連接，防止將線折斷；

⑷不在線槽內(nèi)的線用纏繞管將其纏起來，保證外面只能看到標號、接頭部份；

⑸信號線和電纜線應(yīng)盡量避免重疊,以免產(chǎn)生干擾。

2、短接線

⑴同等間距的短接線長度應(yīng)保持一致,最好用一根線將其連起來；

⑵同一路短接線高度、孤度應(yīng)一致；

⑶短接線在接線端子上如只有一根,則將冷壓端子壓上；

3、電源線

⑴電源直流輸出及模塊上標注有電源正極“+”時采用紅色線纜，標注“—”或“GND”時用黑色線纜，信號線用其它顏色的線纜，如蘭色、黃色。

⑵交流電源接線時“L”用紅色或棕色線，“N”用藍色或黑色線，“G”用黃色或綠色或黃綠色線。

1. 接地端子

   位于后面柜子的下端。

   信號分類1 V. N- n  R3 G0 [, e
   電纜的合理布設(shè)可以有效地減少外部環(huán)境對信號的干擾以及各種電纜之間的相互干擾，提高DCS系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
   $ a6 Z+ H; E: u  t$ \$ P8 M 信號分類如下：6 E- N0 [& S6 k2 p/ v  A0 m/ t
   1、Ⅰ類信號：熱電阻信號、熱電偶信號、毫伏信號、應(yīng)變信號等低電平信號。2 m7 r2 V3 U3 R# Q+ e
   2、Ⅱ類信號：0～5V、1～5V、4～20mA、0～10mA模擬量輸入信號；4～20mA、0～10mA模擬量輸出信號；電平型開關(guān)量輸入信號；觸點型開關(guān)量輸入信號；脈沖量輸入信號；24VDC小于50mA的阻性負載開關(guān)量輸出信號。
   ' T; L, N0 {$ q" v 3、Ⅲ類信號：24V～48VDC感性負載或者電流大于50mA的阻性負載的開關(guān)量輸出信號。
   2 g% R% K( h- Y1 J+ x 4、Ⅳ類信號：110VAC或220VAC開關(guān)量輸出信號，此類信號的饋線可視作電源線處理布線的問題。5 P5 v6 `8 l& N5 d- H" v7 p
   其中，Ⅰ類信號很容易被干擾，Ⅱ類信號容易被干擾，而Ⅲ和Ⅳ類信號在開關(guān)動作瞬間會成為強烈的干擾源，通過空間環(huán)境干擾附近的信號線。; x- t9 z/ X  j
   
   8 k* ?: G4 ?( Z2 z  q 二、信號電纜布設(shè)總體原則/ U& l. k8 `( `  j' l' e
   1、對于Ⅰ類信號電纜，必須采用屏蔽電纜，有條件時最好采用屏蔽雙絞電纜。( B, M% g$ ~% p- F! ^( r
   2、對于Ⅱ類信號，盡可能采用屏蔽電纜，其中Ⅱ類信號中用于控制、聯(lián)鎖的模入模出信號、開入信號，必須采用屏蔽電纜，有條件時最好采用屏蔽雙絞電纜。! b& N6 l& s% G0 t4 {: ]( O
   3、對于Ⅳ類信號嚴禁與Ⅰ、Ⅱ類信號捆在一起走線，應(yīng)作為220V電源線處理，與電源電纜一起走線，有條件時建議采用屏蔽雙絞電纜。
   : Q  r. w8 a  h; X* U, h 4、對于Ⅲ類信號，允許與220V電源線一起走線（即與Ⅳ類信號相同），也可以與Ⅰ、Ⅱ類信號一起走線。但在后者情況下Ⅲ類信號必須采用屏蔽電纜，最好為屏蔽雙絞電纜，且與Ⅰ、Ⅱ類信號電纜相距15cm以上。# T! B; H2 _4 {9 O. r1 N
   為保證系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、安全地運行，與DCS系統(tǒng)相連的信號電纜還必須保證：
   ( ?2 w' U8 x& U: Q/ \ 1、Ⅰ類信號中的毫伏信號、應(yīng)變信號應(yīng)采用屏蔽雙絞電纜，這樣，可以大大減小電磁干擾和靜電干擾。* X7 Q% W( R& W. h( ?  A2 w
   2、條件允許的情況下，Ⅰ～Ⅳ類信號盡可能采用屏蔽電纜（或屏蔽雙絞電纜），還應(yīng)保證屏蔽層只有一點接地，且要接地良好。
   * W( E0 X& m3 r# o; ]* J 3、絕對禁止大功率的開關(guān)量輸出信號線、電源線、動力線等電纜與直接進入DCS系統(tǒng)的Ⅰ、Ⅱ類信號電纜并行**。
     \7 j7 L+ c. O, L 4、絕對禁止采用一根多芯電纜中的部份芯線用于傳輸Ⅰ類或Ⅱ類的信號，另外部分芯線用于傳輸Ⅲ類或Ⅳ類信號。
   0 D% B  J( v# Y% C" b! T* l 5、嚴禁同一信號的幾芯線分布在不同的幾條電纜中（如三線制的熱電阻）。
   5 C$ z7 _! P% h- |& E3 P8 n* Z 因此，在現(xiàn)場電纜敷設(shè)中，我們必須有效地分離Ⅲ、Ⅳ類信號電纜、電源線等易產(chǎn)生干擾的電纜，使其與現(xiàn)場布設(shè)的Ⅰ、Ⅱ類信號的電纜保持在一定的安全距離（如15cm）以上。