电气控制柜设计及安装调试探析

电气控制柜设计及安装调试探析

摘要: 电气控制柜的设计与施工的好坏对于电气自动化的实现而言起着至关重要

的作用。做好电气控制柜的设计与施工，可以最大限度的满足电气设备的全部功能，但是，电气控制柜的设计与施工要尽量遵循结构简单、操作安全的基本原则，保证电气设备的经济性和运行的可靠性。

关键词：电气控制柜；设计；施工

电气控制柜的主要作用是负责配电和线路保护，因此其组成部分主要包含电

源和开关两大部分。同时，电气控制柜还肩负着控制功能。在控制功能的结构内部，有断路器、接触器、继电器、PLC、变频器以及接线端等原件。电气控制柜

要实现的功能根据不同的需要制定。被控制设备的数量以及被控制设备功率的大

小是电气控制柜选择电器元件的依据。根据被控制设备的数量和功率大小选定电

气元件之后，将其集中组合在一个电柜中，从而形成了需要的电气控制柜。但是

电气控制柜为了保障运行和操作的基本安全，要在设计过程中充分的考虑，尽量

做到结构简单，造价经济适用[1]。

1 电气控制柜的设计

电气原理图设计和工艺设计是电气控制柜设计的主要组成部分。要想实现电

器控制柜的设计与施工，做好电气原理图的设计与工艺设计，对于保障电气控制

柜功能的实现，作用至关重要。

1.1 子系统电气设计

所谓的电气原理图设计是为了满足机械或者其他生产设备的工艺要求而进行

电气控制系统的设计，其主要目的是可以实现机械或是其他生产设备的电气控制。在电气自动化控制系统中，被控机械或是其他生产设备的可用性、先进性以及设

备的自动化程度都直接受影响于电气原理图的设计质量。因此，电气原理图设计

的好坏，对于电气自动化的实现而言，重要性不言而喻。所以，电气原理图的设

计被认为是电气自动化设备可以实现运行的核心组成部分，可以帮助电气自动化

控制系统实现合理有效的运行。清楚明白电气控制柜要实现的功能和控制逻辑是

设计电气原理图的基础条件。对于十分简单的而控制系统而言，为了能够降低成本，省略编程带来的麻烦，我们尽量不选用PLC进行电气设备的控制，而是用最

基本的控制器进行控制。对于比较复杂的包含PLC、继电器、变频器和接触器相

互配合的控制系统而言，所控制的设备除了要实现变频之外，还要实现工频，正

确分析信号输入和输出的关系是复杂控制系统设计的难点，也是设计的重点，这

些要求也是PLC的I/0容量及模块选择、PLC及在主机所允许范围内变频器I/0地

址分配和PLC控制程序编写的关键。同时，CPU工作电源、模拟量模块工作电源、输出负载的供电电源以及输入有源开关量信号的接法问题的处理，也是对于PLC

复杂控制系统需要正确对待和处理的问题。

对于交直流电气件的选择问题，要在清楚交直流电路的基础上对电气件进行

选择定型。如负载是380V的三相感应电动机，在对应电气件的选择上，应该选

用380V的交流接触器控制电机。除此之外，电气件在选型时，除了要清楚交直

流电路基本原理之外，还要考虑电气件所处环境的条件状况和安装方式。如在冷

却条件较差的箱柜内，接触器安装后电流要降低10%~20%使用，才能确保电气件

的安全运行。在一般的电气件选择定型时，接触器的型号选择要选择额定电流

1.2倍的设备进行安装，才能保证设备运行正常。接触器敞开安装时，电流要允

许提高10%~25%的范围，以确保接触器电流突然变大时，保证接触器的安全。在

断路器的选择过程中，应尽量选择既有短路保护又有过载保护，同时还具备断相

和欠压保护功能的电动机起动器，以对电动机进行控制和保护，这些要求都可以

满足断路器最基本的保护特性，同时可以匹配被保护对象的过载特性，实现断路

器的安全运行，保证设备在出现异常状况时设备不至于被损坏[2]。

在电气控制柜设计过程中，电气设计的设计原理图是实现控制柜控制功能的

基础。首先，清除需要设计的电源的线制。电源线制根据使用范围的不同而不同，在工业和民用设备过程中使用的电气控制柜的电源线制一般都是采用三相五线制，而家用电气或是照明系统一般都是采用单相三线制。三线无限制和单相三线制是

电源线制最基本的两种设计方式。在设计原理图时，所有的图形符号、文字符号

和回路标号都要按照相关规定进行绘制，避免产生误解。为了后续生产方便，可

以让施工工人很清楚的明白图纸的设计原理，电路的设计，需要按照动作顺序和

信号自左向右的原则进行绘制。将主电路放在整个线路图的左边，电源线路按照

水平线的要求绘制，主电路和电源线路垂直，在两个水平电源线之间绘制控制电路，接地的水平电源线上直接连接耗能元件，在耗能元件和上方水平线之间设计

触点，保证设计的通用性和易读性。

1.2子系统工艺设计

对电气控制柜进行合理的工艺设计，是在电气原理图设计完成之后，保证电

气控制柜生产和使用的极为重要的环节。所谓工艺设计，其目的是为了简便电气

控制柜的生产制造，完成电气设计图设计的各项要求，实现电气控制柜的安装、

调试、验收、维护、使用以及后期维修而积累起来的相关技术资料。在工艺设计

过程中，各种电气件进行分开布置，可以有效的保障电气件独立顺畅运行。当电

气控制柜空间有限，不能实现电气件的分开布置时，要在电气件之间加设绝缘隔板。电气控制柜工艺设计时，为了确保电气控制柜的质量，要充分考虑其防护等

级的要求，并根据具体要求进行材质的选择。在食品行业内，对于电气控制柜要

求采用不锈钢材质，配线以桥架为热浸锌材质。除以上要求之外，在设计时，还

要考虑紧急制动功能，以保证在积极状况下，可以快速紧急制动，停止设备运行[3]。

2 电气控制柜的安装调试

电气控制柜的安装过程，要根据安装环境是否存在震动，安装设计要求存在

一定的差异。在存在震动的环境中，为了确保电气控制柜的正常运行，要采取防

震措施。设备接电线要尽量利用粗、短的线路连接公共接地点。在安装完成调试

过程中，要根据电气控制柜的特点，对子系统单独调试后进行联机调试，遵循由

简单到复杂、由局部到整体的原则。确保电气控制柜各项性能运能达到设计要求，满足客户的需求。

4 结束语

以上内容简单介绍了电气控制柜电气原理图设计和工艺设计需要注意的重要

事项和电气控制柜安装调试的基本要求。电气控制柜作为电气自动控制重要的组

成部分，要严格按照国家标注和技术规范进行设计和施工，确保其性能稳定，运

行正常。

参考文献

[1] 冯银玲.电气控制柜设计与施工探讨[J].城市建设理论研究（电子

版）,2012,(21).

[2] 赵鹏睿.电气控制柜的人机工程学评价与设计[D].华北电力大学(保定),2013.

[3] 陆敏.探讨成套电气控制柜总装课程实训课题设计[J].华章,2013,(21):202-202.