我們都知道即便一個電氣控制系統(tǒng)再復(fù)雜，也是需要一個控制柜的?？刂乒裼泻芏喾N。但是，一個設(shè)計精美又實用的機柜，會讓用戶和客戶對設(shè)備制造商贊賞有加?？刂乒竦脑O(shè)計和配置可能沒有太多的專業(yè)知識，但往往是一個技術(shù)人員專業(yè)技能和工作態(tài)度的最好展示。下面我們一起來綜合一下這些知識。
一、控制柜的分類
控制柜有許多種類。我們一般熟悉的有電氣控制柜、變頻控制柜、低壓控制柜、高壓控制柜、泵控制柜、電源控制柜、防爆控制柜、電梯控制器、PLC控制柜、消防控制柜、磚機控制柜等等。
二、基本設(shè)計思路
電氣控制柜設(shè)計的基本思想是一種邏輯思維。只要符合邏輯控制規(guī)律，能保證電氣安全，滿足生產(chǎn)工藝要求，就可以說是好的設(shè)計。
但是，為了滿足電氣控制設(shè)備的制造和使用要求，必須進行合理的電氣控制工藝設(shè)計。這些設(shè)計包括電控柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計、電控柜的總體配置圖、總接線圖設(shè)計和各部分的電氣裝配圖和接線圖設(shè)計，還有一些技術(shù)資料如元件目錄、進出線號、主要材料清單等。
三?？傮w配置設(shè)計
電氣控制柜的總體配置設(shè)計任務(wù)是根據(jù)電氣原理圖的工作原理和控制要求，將控制系統(tǒng)劃分為若干個部件(這些部件統(tǒng)稱為元件)，然后根據(jù)電氣控制柜的復(fù)雜程度，將每個部件劃分為若干個元件，再根據(jù)電氣原理圖的接線關(guān)系，整理出各部分的進出線號，調(diào)整它們之間的連接方式。
總布置設(shè)計以電氣系統(tǒng)總裝配圖和總接線圖的形式表示，應(yīng)以示意圖的形式表示各部分主要部件的位置、各部分的接線關(guān)系、接線方式、使用的線槽和管道。
電氣控制柜的總裝配圖和接線圖(可根據(jù)需要進行拆分或組合)是各部分進行分區(qū)設(shè)計和協(xié)調(diào)以形成一個完整系統(tǒng)的基礎(chǔ)?？傮w設(shè)計應(yīng)使整個電氣控制系統(tǒng)集中緊湊，并考慮以下要求:
(1)同時，在空間允許的情況下，將噪音和振動較大的發(fā)熱元件和電器元件盡量放在遠(yuǎn)離其他元件的地方或進行隔離。
(2)對于大型多工位設(shè)備，還應(yīng)考慮兩地操作的便利性。
(3)控制柜的總電源開關(guān)和急?？刂崎_關(guān)應(yīng)放在方便明顯的位置。
總體配置設(shè)計是否合理，關(guān)系到電氣控制系統(tǒng)的制造和裝配質(zhì)量，也會影響電氣控制系統(tǒng)性能的實現(xiàn)及其工作的可靠性，操作、調(diào)試和維護的方便性和質(zhì)量。
2.1控制柜部件的劃分
由于各種電氣元件的安裝位置不同，在形成一個完整的電氣控制系統(tǒng)時，需要對元件進行劃分。組件根據(jù)以下原則進行劃分:
(1)將功能相似的元素組合起來。
(2)盡可能減少元件之間的連接數(shù)量，同時將連接緊密的控制電器放在同一個元件中。
(3)將強弱電控制器分開，減少干擾。
(4)為了整潔美觀，可以將尺寸和重量相近的電器組合在一起。
(5)為了便于電氣控制系統(tǒng)的檢查和調(diào)試，將需要經(jīng)常調(diào)整、維護和易損的部件組合在一起。
此外，與傳統(tǒng)的組裝控制柜相比，現(xiàn)在還引入了一個“快速接線模塊”的組件組裝單元。國外代表品牌有MTL、P+F等。，以及國內(nèi)新大新科技自主研發(fā)設(shè)計的全系列品牌如下圖所示。
2.2連接方式的原則
在劃分電氣控制柜的部件時，需要解決部件之間、電氣箱之間、電氣箱與被控設(shè)備之間的連接方式。一般情況下，應(yīng)遵循以下原則:
(1)開關(guān)電器和控制板的進出線一般用端子或鼻子連接，可根據(jù)電流和進出線數(shù)量選擇。
(2)電氣柜、控制柜、柜(站)之間以及它們與被控設(shè)備之間用接線板或工業(yè)連接器連接。
(3)應(yīng)使用各種類型的標(biāo)準(zhǔn)連接器連接弱電控制元件和印刷電路板元件。
(4)電氣柜、控制柜、柜(站)內(nèi)元件之間的連接，可利用元件本身的端子直接連接；過渡連接線應(yīng)采用接線端子連接，端部應(yīng)使用相應(yīng)規(guī)格的端子。
四。電氣元件布局的設(shè)計和繪圖
電氣元件布局是將一些電氣元件按照一定的原則進行組合。電氣元件布置圖的設(shè)計依據(jù)是元件原理圖、元件劃分等。設(shè)計應(yīng)遵循以下原則:
(1)對于同一組件內(nèi)電氣元件的布置，應(yīng)注意將大而重的電氣元件安裝在電氣板下，而發(fā)熱元件應(yīng)安裝在電氣控制柜的上部或后部，但熱繼電器應(yīng)放在下部，因為熱繼電器的出口端直接與電機相連便于出線，而熱繼電器的入口端直接與接觸器相連，這樣接線方便，接線最短，適合散熱。
(2)強電和弱電分開，注意屏蔽，防止外界干擾。
(3)需要經(jīng)常維護、檢修和調(diào)整的電氣元件的安裝位置不能過高或過低。需要經(jīng)常監(jiān)控的手動開關(guān)和儀表的安裝位置應(yīng)符合人體工程學(xué)原則。
(4)電氣元件的布置應(yīng)考慮安全間隙，并做到整齊、美觀、對稱。尺寸和結(jié)構(gòu)相似的電器可以放在一起，便于加工、安裝和布線；如果采用線槽布線方式，應(yīng)適當(dāng)增加每排電器的間距，以方便布線和維修。
(5)各電氣元件位置確定后，即可繪制電氣布置圖。電氣布局是根據(jù)電氣元件的輪廓來畫的，也就是根據(jù)其軸線來標(biāo)注元件之間的距離。每個電氣元件的安裝尺寸和公差范圍應(yīng)按產(chǎn)品說明書的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注，以保證安裝板的加工質(zhì)量和每個電氣元件的順利安裝。大型電氣柜中的電氣元件應(yīng)安裝在兩根安裝梁之間，這樣可以減輕柜體重量，節(jié)省材料，便于安裝，所以設(shè)計時應(yīng)計算縱向安裝尺寸。
(6)在電氣布局設(shè)計中，根據(jù)該部件的進出線數(shù)量、采用的導(dǎo)線規(guī)格、出線位置等。，應(yīng)選擇進線和出線方式、端子板、連接器或接頭，并按一定順序標(biāo)注出線的接線編號。
五。電氣元件接線圖的繪制
元件的電氣接線圖是根據(jù)元件的電氣原理和電氣元件的布置圖繪制的。它代表成套設(shè)備的連接關(guān)系，是電氣安裝、維護和線路檢查的基礎(chǔ)。接線圖應(yīng)根據(jù)以下原則繪制:
(1)接線圖相接線表的繪制應(yīng)符合GB6988.6—1993《控制系統(tǒng)功能表的繪制》的規(guī)定。
(2)所有電氣元件及其引線應(yīng)標(biāo)有與電氣原理圖中一致的文字符號和連接編號。原理圖中項目代碼、端子號和線號的編制應(yīng)分別符合GB5094-1985《電氣技術(shù)中的項目代碼》、GB4026-1992《電氣設(shè)備端子和專用電線端子的字母數(shù)字系統(tǒng)識別和應(yīng)用的一般規(guī)則》和GB4884-1985《絕緣線的標(biāo)記》等規(guī)定。
(3)不同于電氣原理圖，所有零件(觸點、線圈等。)在接線圖中必須畫在一起；
(4)所有電氣接線圖應(yīng)使用細(xì)線繪制。布線方式分為兩種:板前布線和板后布線。一般采用板前走線。對于簡單的電氣控制元件，電氣元件數(shù)量少且接線關(guān)系不復(fù)雜，可以直接畫出元件之間的接線。對于復(fù)雜元件，電器元件數(shù)量多，接線復(fù)雜，一般采用線槽。只要在每個電氣元件上標(biāo)上接線編號，就不需要畫出每個元件之間的接線。
(5)接線圖應(yīng)標(biāo)明接線用各種導(dǎo)線的種類、規(guī)格、截面積和顏色要求。
(6)當(dāng)元件與外電路連接時，大截面導(dǎo)線的進出線應(yīng)使用連接器，其他應(yīng)通過端子成排連接。
不及物動詞控制柜設(shè)計及非標(biāo)準(zhǔn)件圖
電氣控制裝置通常需要單獨制作電氣控制柜和箱，在設(shè)計時應(yīng)考慮以下幾個方面:
(1)根據(jù)操作要求和控制盤、箱、柜內(nèi)各種電氣元件的尺寸，確定電氣箱、柜的總體尺寸和結(jié)構(gòu)型式。在無特殊情況下，電氣控制柜的整體尺寸應(yīng)符合基本結(jié)構(gòu)尺寸和系列。
(2)根據(jù)電控柜的外形尺寸、結(jié)構(gòu)型式、安裝尺寸，在柜內(nèi)設(shè)計安裝支架，標(biāo)注安裝孔、安裝螺栓、接地螺栓的尺寸，并注明配合方式。柜、箱的材料一般應(yīng)使用柜、箱專用型材。
(3)根據(jù)現(xiàn)場安裝位置、方便操作和維護的要求，設(shè)計電控柜的開門方式和類型。
總之，根據(jù)以上要求，先勾畫出電控柜的輪廓，估算出各部分的尺寸，然后按照比例畫出輪廓圖，再進一步考慮從對稱、美觀、易用等方面調(diào)整各尺寸的比例。電氣控制柜外觀確定后，根據(jù)上述要求進行控制柜各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及機柜總裝配圖、各種門、控制面板、底板、安裝支架、裝飾條等零件圖。并注明加工要求，然后根據(jù)需要為電氣控制柜選擇合適的門鎖。當(dāng)然，電氣柜的形狀和結(jié)構(gòu)各不相同，所以在柜體設(shè)計中要注意吸收各種類型的優(yōu)點。對于非標(biāo)準(zhǔn)的電氣安裝零件，應(yīng)根據(jù)機械零件的設(shè)計要求繪制零件圖，并注明所有匹配尺寸的公差要求，說明加工要求。
最后，根據(jù)各種圖紙，對電氣控制柜所需的各種零件和材料進行綜合統(tǒng)計，按類別列出采購成品零件匯總清單表、標(biāo)準(zhǔn)件清單表、主材消耗定額表、輔材定額表，以便采購人員和生產(chǎn)管理部門根據(jù)設(shè)備制造的要求備料，做好生產(chǎn)準(zhǔn)備，方便成本核算。
