PLC控制柜的布局與結(jié)構(gòu)設(shè)計

?PLC控制柜簡介

PLC控制柜是指可編程控制柜，控制柜指成套的控制柜，可實現(xiàn)電機，開關(guān)的控制的電氣柜。PLC控制柜具有過載、短路、缺相保護等保護功能。

PLC控制柜可完成設(shè)備自動化和過程自動化控制，實現(xiàn)良好的網(wǎng)絡(luò)功能，性能穩(wěn)定、可擴展、抗干擾強等特點，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PLC控制柜、變頻柜等，滿足用戶要求，并可搭配人機界面觸摸屏，達到輕松操作的目的。設(shè)備更可與DCS總線上位機modbus、profibus等通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸；工控機、以太網(wǎng)等實現(xiàn)的控制和監(jiān)控。

一個總的空氣開關(guān)，這個是整個柜體的電源控制。相信每個柜子都要有的一個東西。

這個要根據(jù)工程需要選擇。打個比方如果工程小可以直接就是一個一體化的PLC但如果工程比較大可能就需要模塊、卡件式的，同時還可能需要冗余（也就是兩套交替使用）。

一個24VDC的開關(guān)電源，大多數(shù)的PLC都是自帶24VDC的電源，根據(jù)是否確實需要來定是否要這個開關(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的圖需要PLC供的節(jié)點卻是220VAC的，那么你就須在PLC輸出口加上一個繼電器，即指令發(fā)出時繼電器動作，但后讓控制回路的節(jié)點接到繼電器的常開或常閉點上。也是根據(jù)情況選擇是否使用繼電器。

這個肯定是每個柜子都必不可少的東西根據(jù)信號數(shù)量可以配置。如果只是一個單純的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。比方說你有可能要對某些現(xiàn)場的儀表或者小控制箱供電，可能你就得要增加空開數(shù)量?；蛘吣阋狿LC接至上位機，可能就需要增加交換機什么的。視情況而定。

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

防護等級：IP41或IP20

環(huán)境條件：環(huán)境溫度在0℃-55℃，防止太陽光直接照射；空氣的相對濕度應(yīng)小于85%（無凝露）。遠離強烈的震動源，防止震動頻率為10-55HZ的頻繁或連續(xù)震動。避免有腐蝕和易燃的氣體。

一個系統(tǒng)生產(chǎn)線的正常運行，電氣plc和從站相當(dāng)于人的心臟和血管，誰也離不開誰，但是要想心臟正常運行和血管正常的流動，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或者虛連那么會影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

電源分為220V和24V，信號線分數(shù)字量輸入和輸出，信號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)場例：現(xiàn)場是一小型的可逆軋機，調(diào)試前從傳動柜到PLC柜和其他從站的信號線及電源等都一一校正，唯獨沒有校正操作臺內(nèi)模板線到繼電器和端子的信號線，正常來說，柜子從廠里發(fā)到現(xiàn)場前是有出廠調(diào)試記錄的，此線路是帶電調(diào)試過的，不應(yīng)該出問題，可偏偏在調(diào)試完過鋼后，正常運行中，操作臺旋鈕開關(guān)及張力等時好時壞，現(xiàn)場停車后，檢查DP網(wǎng)絡(luò)和DP通訊插頭都沒有問題，測試操作臺旋鈕也正常，后觀察模板燈在打旋鈕開關(guān)時輸入信號燈不亮，故才檢查模板前連接器接線，一用手拉，結(jié)果松動的不止一根，接近1排有8根線都是松動的，怪不得會報故障，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。因為PLC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。對于GGD柜如果必須選用時，需做一下非標設(shè)計，將儀表門、前門和下通風(fēng)門合并成一個整門，且柜體框架上取消前后橫梁，以便于安裝和維護。

柜體通風(fēng)方案，采用前門下進風(fēng)上出風(fēng)的形式，后門不加進出風(fēng)孔。進、出風(fēng)口分別裝1個通風(fēng)過濾器來防塵，外形尺寸320mm×320mm，進出風(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個軸流風(fēng)機，向外排風(fēng)，柜體的頂蓋沒有通風(fēng)孔，裝無孔頂蓋。

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。計算時可以用截面的關(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，但有時為了柜內(nèi)布置整齊美觀，對于特殊的線纜，如網(wǎng)線、元器件的預(yù)制電纜等，也放進了行線槽，在裝配設(shè)計時要特殊考慮，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，經(jīng)常操作或維護的元器件應(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)場無法接線。布置時避免線在線槽內(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，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，其線圈及接點即干擾發(fā)生源，因此應(yīng)與PLC分開配置。（大致在100mm以上）

此外模塊是PLC系統(tǒng)的主要部件，需經(jīng)常進行調(diào)試維護，應(yīng)安裝在方便操作的位置。安裝模塊時自左向右排布，便于擴展。信號線較多，通常選用80mm寬的線槽，機架上端與線槽的凈距在30mm左右，機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。安裝時自左側(cè)開始排布，便于擴展。

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，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內(nèi)部槽或共用一個外部槽，盡量不要內(nèi)外部共用一個線槽（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，對于外部線，由于現(xiàn)場的進線一般含有備用芯、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)場網(wǎng)線和光纖的接入。

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。開門時燈亮，關(guān)門時燈滅。

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保護接地母排和TE防干擾接地母排。PE保護接地母排用于連接機架、電源等設(shè)備的PE接地點，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。

機架上有專門用于連接PE的接地螺栓，將機架連接到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，進行安裝板的結(jié)構(gòu)設(shè)計，安裝板的材質(zhì)通常選用敷鋁鋅板，厚度在2.0mm～3.0mm。