设备 | PLC控制柜的布局与结构设计

乐沃精准供热 2018-04-14 15:22:30

在如今的工业生产中,只要涉及控制的地方,都离不开PLC,而PLC柜的布置与设计,是制作PLC柜的基础与关键。

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柜型的选择

适用于装PLC的柜型,通常选用固定柜,且门板为整门的柜型,如KB柜、九折柜和十六折柜等,不宜选GGD柜、固定分割柜、抽屉柜。因为PLC柜内元件基本上为整板安装,如果采用了柜门分割的柜型,不便于安装和调试。对于GGD柜如果必须选用时,需做一下非标设计,将仪表门、前门和下通风门合并成一个整门,且柜体框架上取消前后横梁,以便于安装和维护。

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柜体通风系统设计

柜体通风方案,采用前门下进风上出风的形式,后门不加进出风孔。进、出风口分别装1个通风过滤器来防尘,外形尺寸320mm×320mm。由于PLC柜内的元件发出的热量较少,采用自然对流的方式即可,如果要加快风速,可在门板上半部的出口过滤器上加装1个轴流风机向外排风,柜体的顶盖没有通风孔,装无孔顶盖。

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选择行线槽规格

行线槽的规格有很多,常用的行线槽宽度为25mm、40mm、60mm、80mm、100mm,高度为40mm、60mm、80mm、100mm,颜色首选灰色。 

选择行线槽的原则通常是根据经过此线槽的线的体积之和(含绝缘层)为线槽容量的80%左右,余下的空间便于线的散热。计算时可以用截面的关系,即线的截面之和(含绝缘层)为线槽截面的80%左右。 

通常大于6平方的线缆,不宜用行线槽来管理线束,但有时为了柜内布置整齐美观,对于特殊的线缆,如网线、元器件的预制电缆等,也放进了行线槽,在装配设计时要特殊考虑,根据线径以及弯曲半径来选择线槽,将电缆整齐的放进线槽内。 

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元器件布置的原则

柜内元器件布置,一般是从上到下,从左向右。便于操作与维护,经常操作或维护的元器件应安装在较容易触及到的位置,从高度上讲,尽量安装在离地面400mm至1800mm的高度范围内。如果元器件较多,可考虑将不常操作的元器件(如直流电源)安装在柜体高度2000mm左右的位置上,底部元件安装位置不能低于离地面200mm,否则现场无法接线。布置时避免线在线槽内反复绕,注意节约成本。 

(1)稳压电源布置 

稳压电源不需要经常维护,且是发热器件,布置在柜内最上部,便于散热。接线少,线槽选用40mm宽即可,线槽深度要整柜考虑,与走线量最大的线槽统一(线槽深度选择下同),稳压电源边缘与线槽之间的净距是30mm左右。 

(2)PLC及各单元布置

与CPU单元相邻的单元,最好是特殊单元和输入单元等干扰产生少的单元。外部电路的电磁接触器及继电器类,其线圈及接点即干扰发生源,因此应与PLC分开配置。(大致在100mm以上)

此外模块是PLC系统的主要部件,需经常进行调试维护,应安装在方便操作的位置。安装模块时自左向右排布,便于扩展。如信号线较多,通常选用80mm宽的线槽,机架上端与线槽的净距在30mm左右,机架下端与线槽的净距在80mm左右。

(3)断路器的布置 

安装高度以方便操作为宜,周围不要有妨碍操作的器件。通常选用60mm宽的线槽,断路器的上下边缘与线槽的净距在40mm左右。安装时自左侧开始排布,便于扩展。 

(4)继电器、端子排的布置 

继电器和端子排一般布置在柜前下部或柜后,端子排优先采用纵向排列,内部线和外部线的线槽要尽量分开。考虑到接线习惯(左手持线,右手拿工具),一般端子左侧的线槽留给客户,便于外部线接入,右侧的线槽用于内部线管理。如果空间紧张,也可以两列端子共用一个内部槽或共用一个外部槽,尽量不要内外部共用一个线槽(有串线情况除外),否则不便管理。线槽的宽度根据继电器和端子的数量合理选择,对于外部线,由于现场的进线一般含有备用芯、屏蔽层等,线径较粗,外部走线槽要选的尽量大。

(5)交换机和光纤盒的布置 

交换机和光纤盒一般布置在柜体下部,预留的走线空间,应充分考虑网线和光纤的打弯半径,尽量大些,方便现场网线和光纤的接入。 

(6)柜内照明 

柜内顶部装照明灯,由门控开关控制。单面布置的装1套,前后双面布置的装2套。开门时灯亮,关门时灯灭。 

(7)接地系统 

接地母排

在PLC系统内,所有装有PLC设备的控制柜,均应设置PE保护接地母排和TE防干扰接地母排。PE保护接地母排用于连接机架、电源等设备的PE接地点,与柜体直接连接。TE防干扰接地母排与柜体绝缘安装,用于外部信号电缆的屏蔽接地。 

柜体接地

安装元器件的安装板等结构件与柜体框架要可靠固定,所用连接件要垫上爪型弹垫,从安装板底部用黄绿导线引至PE排上。柜体旋转部件的接地,应使用铜编织带连接到柜体框架上。 

机架的接地

机架上有专门用于连接PE的接地螺栓,将机架连接到PE母排上。连接PE母排导线的最小截面为2mm²。

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柜内布置及结构设计

根据以上布置原则,结合原理图和分柜清单,绘制柜内布置图。无论是柜体、元器件还是线槽等辅料,都必须采用最大外形尺寸,按照1∶1的比例进行绘制。布置图绘制完成后,根据元器件的位置及安装方式,进行安装板的结构设计,安装板的材质通常选用敷铝锌板,厚度在2.0mm~3.0mm。

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结语

电气控制柜在设计的过程中,必须结合实际使用需求,在进行电气控制柜设计时,技术操作必须严格规范,为了让电气实现自动控制,提高电气控制柜的制造和设计具有重要意义。

素材来源 | 工控论坛

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