PLC控制柜的布局與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

?PLC控制柜簡(jiǎn)介

PLC控制柜是指可編程控制柜，控制柜指成套的控制柜，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)，開(kāi)關(guān)的控制的電氣柜。PLC控制柜具有過(guò)載、短路、缺相保護(hù)等保護(hù)功能。

PLC控制柜可完成設(shè)備自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)良好的網(wǎng)絡(luò)功能，性能穩(wěn)定、可擴(kuò)展、抗干擾強(qiáng)等特點(diǎn)，是現(xiàn)代工業(yè)的核心和靈魂?？梢愿鶕?jù)用戶需求量身設(shè)計(jì)PLC控制柜、變頻柜等，滿足用戶要求，并可搭配人機(jī)界面觸摸屏，達(dá)到輕松操作的目的。設(shè)備更可與DCS總線上位機(jī)modbus、profibus等通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸；工控機(jī)、以太網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)的控制和監(jiān)控。

一個(gè)總的空氣開(kāi)關(guān)，這個(gè)是整個(gè)柜體的電源控制。相信每個(gè)柜子都要有的一個(gè)東西。

這個(gè)要根據(jù)工程需要選擇。打個(gè)比方如果工程小可以直接就是一個(gè)一體化的PLC但如果工程比較大可能就需要模塊、卡件式的，同時(shí)還可能需要冗余（也就是兩套交替使用）。

一個(gè)24VDC的開(kāi)關(guān)電源，大多數(shù)的PLC都是自帶24VDC的電源，根據(jù)是否確實(shí)需要來(lái)定是否要這個(gè)開(kāi)關(guān)電源。

一般PLC是可以直接將指令發(fā)到控制回路里，但也可能先由繼電器中轉(zhuǎn)。打個(gè)比方，如果你PLC的輸出口帶電是24VDC的，但是你的控制回路里畫(huà)的圖需要PLC供的節(jié)點(diǎn)卻是220VAC的，那么你就須在PLC輸出口加上一個(gè)繼電器，即指令發(fā)出時(shí)繼電器動(dòng)作，但后讓控制回路的節(jié)點(diǎn)接到繼電器的常開(kāi)或常閉點(diǎn)上。也是根據(jù)情況選擇是否使用繼電器。

這個(gè)肯定是每個(gè)柜子都必不可少的東西根據(jù)信號(hào)數(shù)量可以配置。如果只是一個(gè)單純的PLC控制柜基本就是需要這些玩意，如果你的控制柜內(nèi)還需要有其他的東西就看情況增加。比方說(shuō)你有可能要對(duì)某些現(xiàn)場(chǎng)的儀表或者小控制箱供電，可能你就得要增加空開(kāi)數(shù)量?；蛘吣阋狿LC接至上位機(jī)，可能就需要增加交換機(jī)什么的。視情況而定。

供電電源：DC直流24V，單相交流220v，（-10%，+15%），50HZ

防護(hù)等級(jí)：IP41或IP20

環(huán)境條件：環(huán)境溫度在0℃-55℃，防止太陽(yáng)光直接照射；空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%（無(wú)凝露）。遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源，防止震動(dòng)頻率為10-55HZ的頻繁或連續(xù)震動(dòng)。避免有腐蝕和易燃的氣體。

一個(gè)系統(tǒng)生產(chǎn)線的正常運(yùn)行，電氣plc和從站相當(dāng)于人的心臟和血管，誰(shuí)也離不開(kāi)誰(shuí)，但是要想心臟正常運(yùn)行和血管正常的流動(dòng)，那么須從基礎(chǔ)做起----接線。

接線在PLC-cpu模板接線，前連接器端子接線須要壓鼻子，可以用0.75平方和1平方的，如果接線到前連接線壓線松動(dòng)或者虛連那么會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

電源分為220V和24V，信號(hào)線分?jǐn)?shù)字量輸入和輸出，信號(hào)線和電源線在接線端子內(nèi)要壓鼻子，還有要用固定螺絲鎖緊，并用手拉一拉是否牢固。

下面是在一現(xiàn)場(chǎng)例：現(xiàn)場(chǎng)是一小型的可逆軋機(jī)，調(diào)試前從傳動(dòng)柜到PLC柜和其他從站的信號(hào)線及電源等都一一校正，唯獨(dú)沒(méi)有校正操作臺(tái)內(nèi)模板線到繼電器和端子的信號(hào)線，正常來(lái)說(shuō)，柜子從廠里發(fā)到現(xiàn)場(chǎng)前是有出廠調(diào)試記錄的，此線路是帶電調(diào)試過(guò)的，不應(yīng)該出問(wèn)題，可偏偏在調(diào)試完過(guò)鋼后，正常運(yùn)行中，操作臺(tái)旋鈕開(kāi)關(guān)及張力等時(shí)好時(shí)壞，現(xiàn)場(chǎng)停車后，檢查DP網(wǎng)絡(luò)和DP通訊插頭都沒(méi)有問(wèn)題，測(cè)試操作臺(tái)旋鈕也正常，后觀察模板燈在打旋鈕開(kāi)關(guān)時(shí)輸入信號(hào)燈不亮，故才檢查模板前連接器接線，一用手拉，結(jié)果松動(dòng)的不止一根，接近1排有8根線都是松動(dòng)的，怪不得會(huì)報(bào)故障，重新緊固后，起車軋鋼，恢復(fù)正常。

適用于裝PLC的柜型，通常選用固定柜，且門(mén)板為整門(mén)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(mén)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(mén)、前門(mén)和下通風(fēng)門(mén)合并成一個(gè)整門(mén)，且柜體框架上取消前后橫梁，以便于安裝和維護(hù)。

柜體通風(fēng)方案，采用前門(mén)下進(jìn)風(fēng)上出風(fēng)的形式，后門(mén)不加進(jìn)出風(fēng)孔。進(jìn)、出風(fēng)口分別裝1個(gè)通風(fēng)過(guò)濾器來(lái)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(mén)板上半部的出口過(guò)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(méi)有通風(fēng)孔，裝無(wú)孔頂蓋。

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(guò)此線槽的線的體積之和（含絕緣層）為線槽容量的80%左右，來(lái)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(lái)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(lái)選擇線槽，將電纜整齊的放進(jìn)線槽內(nèi)。如圖1所示。

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(wú)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。

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)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。

與CPU單元相鄰的單元，最好是特殊單元和輸入單元等干擾產(chǎn)生少的單元。外部電路的電磁接觸器及繼電器類，其線圈及接點(diǎn)即干擾發(fā)生源，因此應(yīng)與PLC分開(kāi)配置。（大致在100mm以上）

此外模塊是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。

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(kāi)始排布，便于擴(kuò)展。

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(kāi)，如圖2所示。考慮到接線習(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。

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。

柜內(nèi)頂部裝照明燈，由門(mén)控開(kāi)關(guān)控制。單面布置的裝1套，前后雙面布置的裝2套。開(kāi)門(mén)時(shí)燈亮，關(guān)門(mén)時(shí)燈滅。

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。

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。

機(jī)架上有專門(mén)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。

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(wú)論是柜體、元器件還是線槽等輔料，都須采用最大外形尺寸，按照1∶1的比例進(jìn)行繪制。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。