PLC控制柜布置与结构设计分析

PLC控制柜布置与结构设计分析

发表时间：2019-07-18T11:00:30.340Z 来源：《科技尚品》2018年第12期作者：王广华

[导读] 在工业生产中，PLC控制柜应用广泛，从柜型的选择，柜体通风系统设计，行线槽规格的选择，元器件布置的原则，柜内布置及结构设计几方面，对PLC控制柜的布置与结构设计进行了规范指导。

南京天普电气系统工程有限公司

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

l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。

2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，进出风面积约0．08平米。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。

3行线槽规格的选择

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，来选择线槽的规格，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。如图1所示。

4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。

4.1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。

4.2PLC基板布置

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。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。

4.3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。

4.4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，如图2所示。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，便于外部线接人，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一些，否则盖不上线槽盖。器件边缘与线槽的净距在35mm左右。

4.5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人。

4.6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。

4.7接地系统

4.7.1接地母排

在PLC系统内，所有装有PI￡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。

4.7.2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。

4.7.3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。

5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，如图3所示。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。

6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。

参考文献

[1]唐亦敏.电气控制柜设计与施工探讨[J].电源技术应用,2014,(02)．

[2]梁延立.浅谈电气控制柜的装配工艺[J].科学中国人,2014,(08)．

[3]王熙雏,张淑红.浅谈电气控制柜的装配工艺[J].价值工程,2012,(22)．