PLC电气控制柜的安装与调试

PLC电气控制柜的安装与调试

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2016年5月日

声明

本人所呈交的 PLC电气控制柜的安装与调试，是我在指导教师的指导和查阅相关着作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名：

日期： 2010年3月20日

本文所涉及到的PLC电气控制柜，它具有抗干扰强、可扩展、工作性能稳定等特点，能够非常好的实现网络性能，不仅能完成过程的自动化控制，还能实现设备的自动化控制，已经逐渐成为了现代工业的核心与灵魂。对于PLC电气控制柜，本文对它的安装与调试进行了详细介绍。

关键词：电气控制柜；安装；调试

【abstract】

This paper involved the PLC electrical control cabinet, it has strong anti-interference, extensible, stable performance, etc. It can achieve the perfect network performance, not only can finish the process automation control, but also can achieve the automation control equipment. And it has gradually become the core and soul of the modern industry. For PLC electrical control cabinet, this paper mainly introduces deals with its installation and commissioning in detail.

key words : electrical control cabinet; Installation; debugging

近些年来现代工业技术得到了很大的进步与革新，供电系统领域中对于电气控制柜的使用也不断扩大了，电气控制柜所起到的作用逐渐增大，特别是目前的许多城市不断建立新的工厂以求发展经济，这样的情况下对于控制柜的需求就更多了，由于现在的工厂中的线路布置大多数原则都是使用线路集中控制。因此，电气控制柜的设计与安装的合理性，对于工厂的生产有着重要的作用。在本文中主要是对PLC电气控制柜的安装与调试过程里的注意事项与步骤进行了介绍。

一、PLC电气控制柜的介绍

PLC控制柜一般说的是成套的控制柜，具有控制电机的关与开的状态功能。（一） PLC电气控制柜的基本结构

通常的PLC电气控制柜基本上都会含有以下的这些组成元器件：

1．空气开关：总电源开关，是控制柜的基本组件之一，而且整个控制柜电源都是由它控制。

2．PLC：可以按照工程进行选型。例如小工程的能够选择一体化的PLC，较大的工程对于PLC的选择就要求卡件式或是模块的了，另外还有可能要求为能够两件交换使用（即冗余）。PLC是核心控制，能够对其它元件发出停止与执行指令，或者另外的一些功能指令。

3．24VDC的电源：这不是任何一个电气柜都会有的，因为实际上大部分的PLC 本身就自带电源，所以这个元器件是根据客户是否有这个需求来装载的。

4．继电器：一般的PLC都是直接将指令发送到控制回路的，但是也有不少PLC 是先经过继电器中转，接着再发出指令，也是要根据实际情况来选择是否使用继电器的。

5．接触器：一般来说只要是电气柜就不可能少的了接触器，它是电气柜组成元件中重要元件之一。接触器有直流接触器（电压DC）与交流接触器（电压AC）两种。它在电气柜中的作用主要就是用电和配电。接触器工作原理是它里面的线圈通电之后会产生磁场，并由磁场吸动静铁心，使得接触器触点动作，接着控制接触器触点闭合这样来对负载控制。

6．接线端子：这肯定是每个电气柜不能缺少的器件之一，接线端子的数量是按照需要信号的多少确定的。若是仅仅单纯的PLC控制柜，就要求接线端子了，若是你的电气柜还有其他需要，那就看情况而增加。

最基础的PLC控制柜大体上由这几个元件组成，其他的是能够按照客户的需要来进行增加其他元器件的。

（二） PLC控制柜的优点

PLC电气控制柜含有缺相保护、短路、过载等保护功能。另外还具有功能齐全、工作稳定、结构紧凑等优点。能够按照实际控制规模大小，完成组合，它不仅能完成单柜的自动控制，而且也能实现多柜通过工业以太网或工业现场总网络组成集散（DSC）控制系统PLC控制柜可以适应各类型规模的工业自动化控制场合。PLC控制柜目前已经在环保污水处理造纸、电力、化工、冶金等行业中普遍的应用了。其中PLC控制柜的典型应用有：造纸机械、锅炉、港口机械、恒压供水、风机水泵、空压机、机床、中央空调、食品机械等。

此外，PLC电气控制柜能实现过程自动化控制与设备自动化生产，可以实现完美网络功能，具有的特点为：可扩展、性能稳定、抗干扰能力较强是现代工业

的灵魂与核心。能够按照用户需求进行设计相应的PLC控制柜、变频柜等，使得用户的要求得到满足，也可以配置人机界面触摸屏，使得操作更加轻松。

二、PLC控制柜的安装和使用要求

（一）PLC控制柜的安装环境与使用要求

1．每个机柜要优于20%的预留空间，为了在需要增加元器件时方便些，机柜的机构与全部内部连线满足IEC标准，全部机柜装配完整，全部电气工作满足电气规范的应用要求；

2．供电电源：DC直流24V 两相交流220V，50HZ；

3．安装地点的环境温度：0到50摄氏度；

4．安装地点的相对湿度：空气的相对湿度<85% 无凝露；

5．控制柜安装地点无剧烈振动，振幅不超过1mm；

6．控制柜安放倾斜度不大于5度，海拔不超过1000m；

7．控制柜安装地点不可有腐蚀性介质和爆炸危险介质；

8．控制柜外壳良好的接地保护，接地电阻小于4欧姆；

9．控制柜按一定容量与工作制设计，禁止用于设计外的其他场合。

（二） PLC电气控制柜的安装过程

1．现实按照客户提供的单子找出所要求的控制柜，拿出里面的钢板；

2．钢板拿出后放到先前准备好的地方平放，如图2-1所示。

图2-1 钢板放置示意图

3．钢板放平稳后根据客户的材料清单找出相应的元器件，一般的元器件有开关电源、温控器、控制开关、接触器、缺相保护、继电器等常用器件，这些即为最标准的系统控制柜的组成了，此外，还是会存在着某些非标的控制柜这里就不进行详细介绍了。

4．材料元件取完后就可以按照工程师所画的布置图所标出的尺寸进行定距离了，接着按照接线所要求的线直径决定放置线的线槽大小，通常如上图柜子基本用的都是60mm2与40mm2的线槽。

5．按照尺寸切割好线槽与放置元器件的导轨之后，标出标记，接着用4mm2的手枪钻打好孔。

6．打好孔后，利用无绳枪把线槽与导轨根据开始时的孔位用螺钉固定好。7．固定好线槽与导轨后，根据布置图把元器件放好，如图2-2所示。

图2-2 排版完成图

8．放好元器件后，还需要做检查这项重要的工作，排好后，再次按照料单逐一检查全部元器件的规格、型号、数量，另外放置的位置是否与排版布置图相同，若是不同，就需要重新排，若是相同，即可进行接线了。

9．板子完成后，接着就接线了，接线有着自身的规范（下面再说）。

10．板子接好线后，然后进柜。

11．进柜后，对柜子中的一些面板上的线也要接好，如CU352的线或风扇以及灯的线都要接好。

12．全部先都接好后，接着用与线槽对应的盖板把线掩盖在线槽内，使得整体整齐美观。如图2-3所示

图2-3 电气柜内部完成图

三、接线前的准备

进行接线前，有一项准备工作是必须完成的，既是把各种标签贴到相应的元器件上面，最好把标签贴得美观整齐些。对贴标签有着相关的规定：

1．全部标签不可以有破损，以及所标明的元器件代号要求清晰、清楚。

2．将所有元器件贴上标签时，对于同一类型元器件需要贴在同一位置，若是元器件不同也需要将标签贴到差不多的位置。

3．对于接线端子贴标签时，该对所贴的标签数与实际的接线端子数是否一致进行确认，还需要对标签进行整理好不可乱贴。

4．贴好所有标签以后，需要对元器件完整性进行最后的确认，检查所贴标签是否整齐与完整。

5．以上步骤弄好后，进行接线。

四、PLC电气控制柜的接线规范

一般来说对于各个电气控制柜的接线而言，主要有两方面内容：一是对线的布局，二是进行线的二次布局。

（一）电气控制柜的一次线布局

通常控制柜的一次线是含有不同类型规格的，工厂中经常使用到的是10mm2

的与16mm2。一般来说，这种线基本都为3中颜色，既黄绿红，对应的是U、V、

W三相电。

进行接一次线时，一般需要按照工程师所画接线图标出的尺寸进行一次线与

二次线用到线大小选择。接下来先对一次线进行介绍。

一次线要求一定根据图纸标出的标准进行连接，由于设备的安全和这息息相

关，若是当控制柜所需要的是16mm2的线，但是线却是用了10mm2，则最后将有

可能使得设备不能满足其所需要的电压，进而设备将会出现相应的安全问题，严

重的甚至会对工作设备人员造成生命威胁。因此，接线一定要根据所需标准进行。

另一方面，我们要求选择相应合适的压线端子进行接线。

接线步骤为：

1．先是得确认线是不是已经都拿好了；

2．接着把线剪切到所需要的长度；

3．对已经剪好的线使用剥线钳将其两头剥约为2至3cm长度；

4．接着用相应压线端子将线套好，线中铜丝不可露出（避免漏电），接着以压线钳端子使其压牢；

5．把以上得到的线安放至相应位置利用工具使它拧紧；

6．不断重复上述步骤，进而做好一次线的布局

上述是主要的柜子一次线的接法，对于部分大功率的控制柜，相应的要求的

一次线的大小就会是50mm2甚至是75mm2等。因此，进行此类的一次线时，进而

在完成以上步骤之中，还需要添加一些步骤如接50mm2时，前4个步骤相同，接

着要求使用工单所要求的热缩管把它包裹好，然后以烘枪把它完成，别的一样。

完成以上步骤后既是已经完成了控制柜的一次线布局。

（二）控制柜的二次线布局

进行完一次线接之后，接着就是控制柜二次线的布局。一次与二次线的接法基本一样，在完成的主要步骤也是相似的，以及两种接线布局的时候，都需要确认将线放至元器件接线孔的底部，然后使用螺丝刀把它拧紧。还有的是在完成相应接线后，都是要求使用电动扭力枪把它固定好，而用扭力枪时候，就要按照线的尺寸，使用合适的扭力使其固定。

做好上述的步骤之后，接着把板放到柜子里面，然而在放到柜前，还需要做的是拿气枪把接线时在板子上面留下的废弃物除去。

（三）柜子面板上的布局

一次线与二次线完成之后，那么就只有最后一个步骤了，即为进柜。进柜时，需要确认好相对应的柜子，这是根据柜子面板上的孔位与图纸后的孔位是不相同进行确认。接着可以根据下面的步骤进柜：

1．找到相应的柜子；

2．将板子放到相应的柜子里面，用拆卸板子时柜子里的零部件将板子固定在柜子中；

3．确认柜子面板上所需要的风扇与别的元器件；

4．根据料单把找好的元器件装好；

5．再次检查确认。

完成上面的步骤之后，把面板上的线也全部接好，机已经做好了全部的线路布局的控制柜工作了。

（四）最后的工作

把线全部接好后，最后工作是用合适的盖板将柜子整理好，接着交给测试。如图4-1所示。

图 4-1 电气柜外部图

五、控制柜的调试

一般情况来说，对以上所提到的相关工作完成之后，我们就需要对控制规定的功能进行检测了，看看能否满足客户所要求的。

（一）调试前的准备工作

由于工厂当中几乎做的是各种类型的供水系统，因此，不可缺少的就是水泵了。这就要求按照客户所需要的选择相关的水泵了。接着就可以进行相关测试。

在测试前，一些准备工作是必不可少的，首先是对控制柜的相间距绝缘（500V 绝缘阻值要求高过500M）进行检测；其次，需要根据图纸的要求把比例调节阀、马达以及相应的传感器进行接线；然后对控制柜电源进行检测，看看所有的相电压是不是在正常范围内；接着就是把所有的水泵上的进口侧阀门与排气阀开启，并将水泵出口侧的阀门关闭，对系统进行注水排气，一旦所有水泵完成满水后，就把排气阀关掉；最后的一步，就是把在控制柜里面Q10、Q20等水泵主回路中空气开关关闭，送电完成后，才能把控制电源的开关合上。

（二）控制柜的功能检测

把所有准备办完后，接着就是检测控制柜的功能了。先对控制柜进行手动控制检测，把紧急操作的开关依据顺序逐一合上，并对所有水泵运行方向进行检测；接着检测自动运行时的控制柜，把全部的紧急操作开关断开，CU35X的操作菜单可以按照客户需要设好相应的系统供水压力，接着就可以设置为自动运行的系统工作状态了，合上Q10、Q20等水泵的电源开关，接着系统自动进行动作，并对所有水泵运行方向进行检测，接着把出口阀门打开，对水泵的自动投入切出与供水压力波动情况进行检测与观察，看看是不是正常。

（三）进口侧低压力时

若是进口侧出现为低压，策要求进行检查的功能为：低压力阀门调节功能，低压力启动缩减运行功能，稳流罐低液位停机功能。

阀门调节功能为低压力，若是把进口侧的供水阀门的开启度进行降低，这就使得系统的出水量将大于供水流量，比例调节阀前端压力将减小，如果压力<，调节阀将会动作，相应的进口开启度会进行调小以使得前端压力保持高过，到阀门全部关了为止。另一个方面，低压力的时候，需要把缩减的运行功能开启，若是入口压力<，在比例调节阀进行动作完成之后，泵组压力将会小于（此可按照实际进行调整），接着设定点影响功能开启，根据实际泵组的入口压力和安全值之间比例调小出口侧的设定压力，进而把出口侧流量降低下来，这样就能够实现延长停机时间了。而对于低压力时候的稳流罐停机功能，如果入口压力<，在比例调节阀进行动作完成之后，系统的流量要求量将会高过管网的来水量，这个时候稳流罐里面的水将补充使用，但是过时液位小过下限值后，系统报警将出现进

而停机。

此为进口侧低压时出现的，当时高压的进口侧，就会出现一个对这种高压的旁通功能的检测，即为若是出口侧设定压力的倍时，仍小于进口侧的压力，那么就会使得关停系统，这时的供水就由管网直接供应了。

（四）调试过程中的故障

调试时，一些不能预料到的故障时有可能出现的，若是出现故障，那么就会有警报声从控制柜里的蜂鸣器产生，接着PLC就会发出指令使得泵组关掉，进而工作人员就可以对故障进行检查产生原因了。同时需要注意的是故障出现时，我们首先是需要把总电源关了，进而避免出现人身伤害。

本文当中主要进行了PLC电气控制柜的安装与调试的介绍，通过介绍PLC

电气控制柜的相关要求与注意事项，进而能够让大家很好的认识了PLC电气控制柜的相关知识。在写作当中，我不仅对PLC电气控制柜的认识更加深入了，而且也学到了很多相关的专业知识，在实践当中学到了许多经验，我在对相关资料的查询与搜集过程当中，也提高了自身的动手与自学能力，逐渐改变之前被动的学习，使得我也能够自己去学习那些有用的专业知识，另外在完成这篇论文的同时，对于控制柜很多专业知识也有了进一步的了解，这对以后我工作有着重要的影响。

完成论文的过程中，先是感谢这两年的学习当中老师们给我的悉心指导与帮助，非常感谢他们对我的辛勤栽培与关心。另一方面，对于论文的顺利完成有着重要指导的王老师，再次在此表示深深的感谢之情，对于我这样没有什么经验的学生而言，在编写论文是出现过许多考虑不到的地方，在王老师的悉心指导与帮助之下，这些地方都得到了一一改正，感谢王老师关怀与鼓励，使我在学习上与思想上都受益非浅，在此我向王老师表示我诚挚的谢意。同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学和朋友，还有公司的师傅们，使得我学习到了许多以及顺利完成了这篇论文。

最后再次向所有关心我的亲人、师长和朋友们表示深深的谢意?！

参考文献

[1]格兰富电气控制柜的安装流程规范

[2]格兰富控制柜调试的规定流程

[3]格兰富PLC的简介