PLC控制柜布置與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

范體波 何曉輝

摘要：

在工業(yè)生產(chǎn)中，PLC控制柜應(yīng)用廣泛，從柜型的選擇，柜體通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，行線槽規(guī)格的選擇，元器件布置的原則，柜內(nèi)布置及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)幾方面，對(duì)PLC控制柜的布置與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了規(guī)范指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：

PLC控制柜；布置；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：

TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：16723198（2015）09019201

如今工業(yè)生產(chǎn)中，只要涉及控制的地方，都離不開PLC，PLC柜的布置與設(shè)計(jì)，是制作PLC的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。

1柜型的選擇

適用于裝PLC的柜型，通常選用固定柜，且門板為整門的柜型，如KB柜、九折柜和十六折柜等，不宜選GGD柜、固定分割柜、抽屜柜。因?yàn)镻LC柜內(nèi)元件基本上為整板安裝，如果采用了柜門分割的柜型，不便于安裝和調(diào)試。對(duì)于GGD柜如果必須選用時(shí)，需做一下非標(biāo)設(shè)計(jì)，將儀表門、前門和下通風(fēng)門合并成一個(gè)整門，且柜體框架上取消前后橫梁，以便于安裝和維護(hù)。

2柜體通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

柜體通風(fēng)方案，采用前門下進(jìn)風(fēng)上出風(fēng)的形式，后門不加進(jìn)出風(fēng)孔。進(jìn)、出風(fēng)口分別裝1個(gè)通風(fēng)過濾器來防塵，外形尺寸320mm×320mm，進(jìn)出風(fēng)面積約008平米。由于PLC柜內(nèi)的元件發(fā)出的熱量較少，采用自然對(duì)流的方式即可，如果要加快風(fēng)速，可在門板上半部的出口過濾器上，加裝1個(gè)軸流風(fēng)機(jī)，向外排風(fēng)，柜體的頂蓋沒有通風(fēng)孔，裝無孔頂蓋。

3行線槽規(guī)格的選擇

行線槽的規(guī)格有很多，常用的行線槽寬度為25mm、40mm、60mm、80mm、100mm，高度為40mm、60mm、80mm、100mm，顏色首選灰色。

選擇行線槽的原則通常是根據(jù)經(jīng)過此線槽的線的體積之和（含絕緣層）為線槽容量的80%左右，來選擇線槽的規(guī)格，余下的空間便于線的散熱。計(jì)算時(shí)可以用截面的關(guān)系，即線的截面之和（含絕緣層）為線槽截面的80%左右。

通常大于6平方的線纜，不宜用行線槽來管理線束，但有時(shí)為了柜內(nèi)布置整齊美觀，對(duì)于特殊的線纜，如網(wǎng)線、元器件的預(yù)制電纜等，也放進(jìn)了行線槽，在裝配設(shè)計(jì)時(shí)要特殊考慮，根據(jù)線徑以及彎曲半徑來選擇線槽，將電纜整齊的放進(jìn)線槽內(nèi)。如圖1所示。

4元器件布置的原則

柜內(nèi)元器件布置，一般是從上到下，從左向右。便于操作與維護(hù)，經(jīng)常操作或維護(hù)的元器件應(yīng)安裝在較容易觸及到的位置，從高度上講，盡量安裝在離地面400mm至1800mm的高度范圍內(nèi)。如果元器件較多，可考慮將不常操作的元器件（如直流電源）安裝在柜體高度2000mm左右的位置上，底部元件安裝位置不能低于離地面200mm，否則現(xiàn)場(chǎng)無法接線。布置時(shí)避免線在線槽內(nèi)反復(fù)繞，注意節(jié)約成本。

4.1穩(wěn)壓電源布置

穩(wěn)壓電源不需要經(jīng)常維護(hù)，且是發(fā)熱器件，布置在柜內(nèi)最上部，便于散熱。接線少，線槽選用40mm寬即可，線槽深度要整柜考慮，與走線量最大的線槽統(tǒng)一（線槽深度選擇下同）。穩(wěn)壓電源邊緣與線槽之間的凈距是30mm左右。

4.2PLC基板布置

模塊是PLC系統(tǒng)的主要部件，需經(jīng)常進(jìn)行調(diào)試維護(hù)，應(yīng)安裝在方便操作的位置。安裝模塊時(shí)自左向右排布，便于擴(kuò)展。信號(hào)線較多，通常選用80mm寬的線槽，機(jī)架上端與線槽的凈距在30mm左右，機(jī)架下端與線槽的凈距在80mm左右。

4.3斷路器的布置

安裝高度以方便操作為宜，周圍不要有妨礙操作的器件。通常選用60mm寬的線槽，斷路器的上下邊緣與線槽的凈距在40mm左右。安裝時(shí)自左側(cè)開始排布，便于擴(kuò)展。

4.4繼電器、端子排的布置

繼電器和端子排一般布置在柜前下部或柜后，端子排優(yōu)先采用縱向排列，內(nèi)部線和外部線的線槽要盡量分開，如圖2所示?？紤]到接線習(xí)慣（左手持線，右手拿工具），一般端子左側(cè)的線槽留給客戶，便于外部線接入，右側(cè)的線槽用于內(nèi)部線管理。如果空間緊張，也可以兩列端子共用一個(gè)內(nèi)部槽或共用一個(gè)外部槽，盡量不要內(nèi)外部共用一個(gè)線槽（有串線情況除外），否則不便管理。線槽的寬度根據(jù)繼電器和端子的數(shù)量合理選擇，對(duì)于外部線，由于現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)線一般含有備用

芯、屏蔽層等，線徑較粗，外部走線槽要選的盡量大一

4.5交換機(jī)和光纖盒的布置

交換機(jī)和光纖盒一般布置在柜體下部，預(yù)留的走線空間，應(yīng)充分考慮網(wǎng)線和光纖的打彎半徑，盡量大些，方便現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)線和光纖的接入。

4.6柜內(nèi)照明

柜內(nèi)頂部裝照明燈，由門控開關(guān)控制。單面布置的裝1套，前后雙面布置的裝2套。開門時(shí)燈亮，關(guān)門時(shí)燈滅。

4.7接地系統(tǒng)

4.7.1接地母排

在PLC系統(tǒng)內(nèi)，所有裝有PLC設(shè)備的控制柜，均應(yīng)設(shè)置PE保護(hù)接地母排和TE防干擾接地母排。PE保護(hù)接地母排用于連接機(jī)架、電源等設(shè)備的PE接地點(diǎn)，與柜體直接連接。TE防干擾接地母排與柜體絕緣安裝，用于外部信號(hào)電纜的屏蔽接地。

4.7.2柜體接地

安裝元器件的安裝板等結(jié)構(gòu)件與柜體框架要可靠固定，所用連接件要墊上爪型彈墊，從安裝板底部用黃綠導(dǎo)線引至PE排上。柜體旋轉(zhuǎn)部件的接地，應(yīng)使用銅編織帶連接到柜體框架上。

4.7.3機(jī)架的接地

機(jī)架上有專門用于連接PE的接地螺栓，將機(jī)架連接到PE母排上。連接PE母排導(dǎo)線的最小截面為2mm2。

5柜內(nèi)布置及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)以上布置原則，結(jié)合原理圖和分柜清單，繪制柜內(nèi)布置圖。無論是柜體、元器件還是線槽等輔料，都必須采用最大外形尺寸，按照1∶1的比例進(jìn)行繪制，如圖3所示。布置圖繪制完成后，根據(jù)元器件的位置及安裝方式，進(jìn)行安裝板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，安裝板的材質(zhì)通常選用敷鋁鋅板，厚度在2.0mm～3.0mm。

6結(jié)語(yǔ)

電氣控制柜在設(shè)計(jì)的過程中，必須結(jié)合實(shí)際使用需求，在進(jìn)行電氣控制柜設(shè)計(jì)時(shí)，技術(shù)操作必須嚴(yán)格規(guī)范，為了讓電氣實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，提高電氣控制柜的制造和設(shè)計(jì)具有重要意義。

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