PLC控制柜的布局与结构设计

PLC控制柜

在如今工业生产中，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柜的基础与关键。

　1、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008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及各单元布置

与CPU单元相邻的单元，最好是特殊单元和输入单元等干扰产生少的单元。外部电路的电磁接触器及继电器类，其线圈及接点即干扰发生源，因此应与PLC分开配置。（大致在100mm以上）

此外模块是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，便于外部线接入，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

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入。

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PLC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。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。

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PLC编程怎样设计一个简单高效的程序架构

在自动化领域，PLC是最最常规使用的控制器。在工业现场，各式各类的PLC也是非常的繁多，欧系的、日系的、国产的，甚至于同一个品牌还有不同系列的。这些名目繁多的PLC对于从事自动化行业的工程师来说，是很难都一一涉及的。那么在这种情况下，作为一个自动化工程师，在项目开发过程中，如何使用PLC实现一个高质量的程序开发？这就需要有丰富的经验以做支撑（趟过多少坑）。

对于出入自动化行业的工程师来说，在学习的过程中大多都是不停的去学习和努力的记住PLC的各种指令。然往往忽视了指令仅仅相当于使用英语时的各种单词，而如何使用这些指令（单词）构建出需要的功能才是PLC编程使用的核心。然而，这依然对于新入者存在一个问题，即怎么去使用这些指令来完成想要的功能呢？这里就这个问题，和大家进行一个交流。

从程序功能拆分

在进行程序编写之前，应该对项目的整体功能进行一定程度的梳理。即PLC需要实现哪些功能，系统的这些功能在PLC中进行如何的规划。总的说来一下的几点，是必须把握的：

系统的总体功能系统的各单元分项功能各个功能中，有哪些是重复的实现各个程序单元之间使用何种接口连接

在进行以上的工作后，其实程序的框架架构也就形成了。以以下取放机械手举例。

1、系统总体功能为机械手实现在A工位与B工位之间完成物料搬运；

2、从以上图中的机构可以将系统拆分为升降机构单元、平移机构单元及拾放单元，分别用于实现机械手的升降、平移和拾放功能；

3、在以上的几个分项功能单元中，可以看出平移和升降均为气缸的伸出和收回，那么在这种情况下，可以考虑将这两部分单元使用相同的子功能单元实现；

4、对程序的总体及分项功能均进行了明确，那么就应该明确各个程序功能模块之间如何进行交互（即相应功能单元的接口）。

程序架构设计

当讲系统依照功能单元进行了拆分梳理后，这对于进行程序的编写依然是不够的。还应该从系统的整体程序框架结构上考虑，以将程序的“立体感”建立起来，这样可以将程序的健壮性构建得更加完美。就好比是，生产了车轮、车门、发动机、方向盘等，但如何将这些部件联合起来组成一辆美观立体的汽车。优秀的设计可以最总生产出一辆轿车，不好的设计就可能仅仅是一辆四轮车。虽然都实现了基础的功能，但设备的性能却无法发挥到极致。所以，程序的架构也是在进行程序编写过程中，必须要考虑的问题。

以上即为一种常规的架构处理方式。在进行程序编写的过程中，依照以上层次架构进行编写。将不同层面的内容放置于不同的位置。比如将PLC的IO映射放置到最底层；比如进行伺服电机的运行启动处理时的启动流程处理放置到底层驱动层……

这样进行程序架构处理，已便于后期程序修改或者维护时可以快速方便的定位到问题点．

当然，以上仅分享给大家一种处理PLC编程过程中的程序架构的处理方式，当对PLC编程非常熟悉以后，在处理实际问题的过程中，亦有很多方式可以达到相同的目的．这里，以此仅供参考．

（转载请注明来源函控自动化工程师头条号）

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