气电控制柜元件安装与接线-学位论文.doc

装订线12毕业设计（论文）报告纸毕 业 论 文课 题 名 称电气控制柜元件安装与接线分 院/专 业 班 级学 号学 生 姓 名指导教师：张沈宏 2013年5月1日12摘要工业化日新月异的今天，生产线生产的模式已经深入到生活的方方面面。随着科技的不断发展、创新使得工业发展更加趋向自动化生产，生产的自动化的步伐是不可阻挡的。也正是这种自动化的生产促进了有关电气设备的发展。电气控制柜就是其中的一种。电气控制柜组合比较的灵活，方便运输、搬运、安装也方便，施工的时间也短、运行话费低廉等优点，受到世界上的各个国家电力工作者的重视。电气控制柜的发展趋势进入了21世纪的今天，根据国外的新技术发展，我国的低压电器也大步的进入了智能化、可通信的第四代产品阶段。电气控制柜主要是由多回路的高压开关系统、铠装母线、变电站的综合自动化系统、通讯、远动、计量、电容补偿和直流电源等电气单元的组合而成，主要安装在一个又防潮、又防锈、又防尘、又防鼠、又防火、又防盗、又隔热、又全封闭、又可以移动的钢结构箱体内，机电一体化，全封闭的来运行。电气控制柜的主要特点是有技术先进安全可靠，自动化程度高，工厂预制化，投资回报的见效快，占地面积也小，外形较为美观，容易与环境协调，组合方式灵活等。本文主要向大家介绍有关电气控制柜的一些基本的知识。包含有对电气控制柜的介绍，以及介绍一些电气控制柜结构，电气控制柜中一些常用的内部元件，电气控制柜控制的方式，电气控制柜的控制原理，电器柜中的元件安装和接线。关键词：电气控制柜的结构 电气控制柜的常用元件 电气控制柜的控制原理 电气控制柜元件的安装 电气控制柜的电路连接Abstract Industrialization changes with each passing day today, production line production mode has been deep into every aspect of life. With the continuous development and innovation of science and technology toward automation of industrial development, the pace of production automation is unstoppable. It is the automation of production to promote the development of the related electrical equipment. Electric control cabinet is one of them. Electrical control cabinet combination is more flexible, easy to transport, handling, installation is convenient, short construction time and low running cost, etc, have drawn the attention of the countries in the world electrical workers. The development trend of electrical control cabinet has entered the 21st century today, according to the foreign new technology development, our countrys low voltage electrical appliances also big step into the intelligent, can communication phase of the fourth generation of products. Electric control cabinet is mainly composed of multi loop system of high voltage switch, armoured bus and transformer substation integrated automation system, communication, remote, measurement, capacitance compensation and dc power supply electric unit combination and become, mainly installed in a moisture, rust, dust, and rat, and fire prevention, anti-theft, insulation, and totally enclosed, and can be moved inside the steel structure housing, electromechanical integration, totally closed to run. Electrical control cabinet of the main features are safe and reliable advanced technology, high degree of automation, factory, return on investment of quick effect, the area is small, more beautiful appearance, easy and environmental coordination, flexible combination, etc. In this paper, we introduce some basic knowledge about electrical control cabinet. Include introduction to electrical control cabinet, electric control cabinet structure, and introduces some of some commonly used internal components, electrical control cabinet control by means of electrical control cabinet, electric control cabinet, the control principle of electrical cabinet installation and wire connection. Key words: the structure of the electrical control cabinet of the commonly used elements control principle of electrical control cabinet of the installation of the electrical control cabinet of the circuit connection 目录摘要Abstract目录第一章 绪论1.1 课题背景1.2 课题意义1.3 基本内容第二章 电气控制柜介绍2.1 电气控制柜标准2.2 电气控制柜结构2.3 电气控制柜的内部元件第三章 电气控制柜控制3.1 电气控制柜的控制原理第四章 元件安装和接线4.1 电气控制柜元件的安装4.2 电气控制柜的接线结论谢辞参考文献第1章 绪论1.1 课题背景面对实习的到来，作为一名机电专业的学生我选择了上海箭和机电设备安装工程有限公司完成我的实习期。上海箭和机电设备安装工程有限公司位于嘉定安亭镇，专业从事电气控制柜的设计制作，以及工业自动化设备的电气安装、调试、维护和保养工作。公司的前身，是于2001 年成立的江苏启安建设集团有限公司上海分公司机电工程项目部。在电气控制柜制作方面，箭和拥有成熟的工艺和丰富的经验，并且非常熟悉各个国家的接线标准和技术要求，能结合美国、德国、日本等国家不同的标准，制定相应的安装工艺流程与检测标准。在汽车、化工、烟草、日用消费品等行业取得了良好的业绩，深得用户的好评。上海箭和机电设备安装工程有限公司的主要产品有大众项目控制柜、通用项目控制柜、宝马项目控制柜、库卡项目控制柜、吕策控制柜、3M烘房项目、三菱电机以及一系列的现场的安装。我主要实习的岗位是现场电气方面的接线以及公司里面控制柜的元件组装与接线。1.2 课题意义本课题旨在通过简单地阐述而让人大致的了解电气控制柜从一开始的零件通过元件的安装、接线等组装成完整的电气控制柜的过程工艺。其中以上海大众生产线为具体参考对象介绍了电气控制柜的结构和内部元件，通过了解电气的原理图等来明了控制柜控制的原理。这些虽然比较浅薄但却是更深层次研究发展不可或缺的基础，所以掌握这些基础对未来决定从事这个行业的个人来说的还是很有必要的。1.3 基本内容 这次的毕业论文设计的对象为电气控制柜，主要从电气控制柜的组成结构、电气控制柜的控制、电气控制柜元件安装和接线等方面入手来写的。 电气控制柜的组成结构这一章主要就是了解由哪些结构组成了控制柜的；电气控制柜的控制这一章则着重写了电气原理图，而元件配置、接线就只是简单的介绍了下；而电气控制柜元件安装与接线这一章中元件安装包括了元件的划分原则和安装的些许要求；接线主要就是接线图的绘制原则和接线的要求。因为个人学识的限制，其中的接线图的绘制原则是以参考文献上摘取为重，还望老师见谅。第2章 电气控制柜介绍2.1 电气控制柜参数(大众的资料)2.1.1电气控制柜的规格（1） 颜色RAL 7035（2） 深600 mm（3） 高2000 mm 包括支座200 mm电缆进口处配置毛刷（4） 底板由三部分构成,电缆进口处配置毛刷（5） 无侧壁板(须单独订购)（6） 封闭式后墙，无热交换器（7） 柜内配有照明由柜门照明开关控制并配备插座(满足3种柜宽)（8） 设备电路图纸安放袋和电脑放置支架2.1.2 散热计算（1） 每个电气控制柜必须由使用Rittal Therm软件进行散热计算(软件有19种语言可选)并提交相应的报告,如有需要则增建一个热交换器/空调设备。（2） 为此将在柜门处额外开口安装所需的散热设备。(3) 原则上如果可以调整柜宽，尽量不使用额外的散热设备(4) 散热计算报告作为归档文件提交2.1.3 型号标准图2.1 型号标准解释2.1.4 标识标识举例图2.2 标识举例(1) 标识包括了出自EPLAN的图纸号车间生产线， 工作组，工位号(2) 标识应使用德语书写!(3) 标识由电气供应商完成标注!(4) 标识书写带: P-touch(Brother 公司)!(5) 标识卷型号: TZ-651(6) 标识书写带宽: 24mm (1“)(7) 颜色: Schwarz auf Gelb(8) 字体: Arial, 18mm, fett2.1.5 放置安全区域图2.3 电气柜的安全放置区域应急通道和安全保护装置等不允许因为各种电气控制柜的放置而影响或限制其使用功能!2.2 电气控制柜结构2.2.1 焊接配电柜(KV) 控制焊接设备图2.4 KV柜2.2.2供电柜(SV) 配电方面的控制图2.5 SV柜2.2.3 BS/SPS设备柜及内部结构图2.6 BS设备柜2.2.4 变频器控制柜（AS） 通过控制进行变频调速来满足生产工艺的需求图2.7 AS柜2.2.5 制动电阻的安装制动电阻安装在变频器控制柜上方或者在独立的托架上 图2.8 制动电阻安装2.2.6 Ltze LSC-B 型支架导轨 架线的方式如同线槽架线方式并可以从接线齿轨上下两层架线。与线槽架线不同的是导线在接线齿中被固定并从后方通过线夹与前面的元件相连。架线途径中必须严格规定不许有交叉架线出现。垂直方向导线用线夹在侧面后方固定。水平导线架在齿轨柱之间。这种架线结构不再要求柜后侧具有易达性2.2.8测试接线柱24V测试接线柱的安装连接（测试接线柱安装在每个电流电路的接线柱组内， 使用字母升序方式进行标识；可根据需要使用分隔板。）N中线测试接线柱的安装连接（至少保证有一个预留的接线柱；N中线接线柱的桥接使用双倍搭接方式实施。）2.2.9电源线安装 24V电源线安装尺寸（24V的电源线(执行电压)的安装尺寸为5x2,5mm2）2.2.10 供电柜(SV)安装要求 标识：电缆以及分轨图2.9 电缆标识2.2.11 设备柜BS/SPS安装要求电源接线柱：标识带有电压符号图2.10 电源线标识单芯导线标识：（1) 连接电气元件例如安全开关，继电器，马达保护开关,电动设备等的单芯导线应按照相应的接线柱编号进行标识。（2) 插拔方式与接线柱相连接的导线不使用单芯导线标识。（3) 在同一个接线柱处连接两根单芯导线时， 每根单芯导线应配有独立的绝缘外层和相应的标识。（4) 应避免双线共同使用同一绝缘外层。2.3 电气控制柜的内部元件2.3.1 远程控制主开关 控制外来电压的开关图2.11 远程控制主开关2.3.2 24V直流电源（西门子电源装置）（1）允许在需要的情况下增加电源（2）注意：电源输出端调节到26V !因为在长距离线路中电路电压有较大的损耗，要保障用户端24V电压。 2.3.3 控制系统（Simatic S7 319F CPU） 实习主要是接线对这个没有什么接触,这是成品直接安装上去的。图2.12 cpu2.3.4 ET200S系列IM151-3PN接口模块 这个是接线用的图2.13 接口模块2.3.5 设备柜中分布式IO ET200S系列 控制下层设备的图2.14 ET200S系列2.3.6 ET200S模块标识 （1）IM接口模块和其“非安全型“数字输入输出模块使用白色底面标识。（2）电源模块(非PROFIsafe模块)使用蓝色底面的标识,并标注相应的熔断器及电位名称（3）所有安全组件(PROFIsafe)使用黄色底面标识（4）只允许使用Siemens原装标识牌!2.3.7 ET200S模块安装排序 接口模块: IM151-3 PN-FO供电模块: PM供电模块: PM标准输入模块: Digitaleingabebaugruppe 4DI Standard安全输入模块: 4/8 F-DI Profisafe, DC 24V供电模块: PM供电模块: PM标准输出模块: Digitalausgabebaugruppe 4 DO Standard安全输出模块: 4 F-Do Profisafe, DC 24V2.3.8 安全模块地址F地址可以通过安全模块本身的DIL开关按照硬件电路图设计给出的E/A地址进行设置 2.3.9 设备柜中Profinet总线（西门子产品） 设备中必须的通信总线图2.15 总线的接头2.3.10 Profinet LWL光纤总线 注意剥离工具的选择要求与所使用接头相同的公司产品！图2.16 光纤总线接头2.3.11 设备柜及网柜中支架导轨上PROFINET/LWL出口端接口图2.17 LWL类型第3章电气控制柜控制3.1 电气控制柜控制原理 电气控制柜的控制是通过控制系统来控制的，电气控制系统图是由电气原理图、电器布置图和电气安装接线图组成。3.1.1 电气原理图是为了方便看图和理解控制线路，根据结构简单、层次分明清晰的原则，采用电器元件展开的形式来绘制的。它包括所有的电器元件的导电部件和接线端子，但不按照电器元件的实际布置位置来进行绘制，也不反映电器元件的实际的大小情况。图3.1 电气原理图电气原理图上的电路一般分主电路和辅助电路（控制电路）两部分。 （1)主电路是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件；一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。 （2)辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小和辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。3.1.2电气布置图主要是用来表明电气设备上元件的实际位置，为生产机械电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的资料。图3.2 电气布置图 电气安装接线图: 是为了安装电气设备和电气元件、进行配线或检修电器故障服务的。在途中可显示各电气设备中各元件的空间位置和接线情况，它可在安装或检修时多早原理图使用。图3.3 安装接线图第4章 元件安装和接线 4.1 电气控制柜元件的安装 4.1.1 元件划分的原则由于各种电器元件安装位置不同，在构成一个完整的电气控制系统时，就必须划分组件。划分组件的原则是（1）把功能相似的元件组合在一起（2） 尽可能减少组件之间的连线数量，同时把接线关系密切的控制电器置于同一组件中，强弱电控制器分离，以减少干扰（3） 为力求整齐美观，可把外形尺寸、重量相近的电器组合在一起（4） 为了电气控制系统便于检查与调试，把需经常调节、维护和易损元件组合在一起4.1.2元件安装要求（1）元件应该按照制造的厂规定的安装条件而进行安装 （2） 有图纸的话必须按照图纸来进行安装 （3） 组装前首先了解图纸及技术方面的要求 （4） 检查产品的型号、元件的型号、规格、数量是否与图纸上需要的一样以及元件有无损坏的 （5） 安装元件应该从正面来看，由左边到右边，由上面到下边来安装，且同一型号产品应该保持组装的一致性 （6） 所有的电器元件及附件都应该安装在支架和地板上，不能挂在电器及连接的线上 （7） 要接线的元件附近都要贴贴纸，标注的内容要与图纸上的一样 4.2 电气控制柜的接线4.2.1接线图的绘制原则（参考文献）：（1） 接线图相接线表的绘制应符合GB6988.61993中控制系统功能表图的绘制的规定；（2） 所有电气元件及其引线应标注与电气原理图中相一致的文字符号及接线号。原理图中的项目代号、端子号及导线号的编制分别应符合GB5094-1985电气技术中的项目代号、GB4026-1992电器设备接线端子和特定导线线端的识别及应用字母数字系统的通则及GB4884-1985绝缘导线标记等规定；（3） 与电气原理图不同，在接线图中同一电器元件的各个部分(触头、线圈等)必须画在一起（4） 电气接线图一律采用细线条绘制。走线方式分板前走线及板后走线两种，一般采用板前走线，对于简单电气控制部件，电器元件数量较少，接线关系又不复杂的，可直接画出元件间的连线；对于复杂部件，电器元件数量多，接线较复杂的情况，一般是采用走线槽，只要在各电器元件上标出接线号，不必画出各元件间连线；（5） 接线图中应标出配线用的各种导线的型号、规格、截面积及颜色要求等；（6） 部件与外电路连接时，大截面导线进出线宜采用连接器连接，其它应经接线端于排连接。4.2.2 接线的要求（1）一定要按图纸的要求来接线，接的线要横平竖直、层次分明、整齐美观、同一个组合里一样的元件走线的方式应该一致、并且连接的线一定要牢固（2） 开关、控制板的进出线一般需要压针或者插片，这可以按电流的大小和进出线的数量来选用不同规格的（3） 每个电气元件的接点最多只能接2根线并且所有的线中间不能有接头（4） 电气柜、控制柜之间以及它们与被控制的设备之间，采用接线端子排连接；（5) 电气柜、控制柜的元件之间的连接，可以借用元件本身的接线端子直接连接，过渡连接线应采用端子排过 结 论我在实习的时间里接触了很多电气控制柜，通过一段时间的工作也逐渐的了解了它的一些功能和作用，为我的毕业设计打下了扎实的基础。本文通过对电气控制柜结构、元件的简单介绍让大家对控制柜有了一个大体的了解，而后 又对控制柜的控制进行了一定的解释，重点介绍了电气原理图，电气原理图是控制系统图的核 心组成部分，它让我们对控制系统有了相当意义的理解。最好的内容则是对控制柜元件的安装和接线的细述，元件的安装主要是一些原则、步骤、要求的讲述，接线方面则是一些要求、注意事项等方面，顺带的参考文献从而整理了接线图的绘制原则。谢 辞从去年10月份实习以来，时至今日，论文已基本完成。本论文在选题和研究的过程中，得到张沈宏老师的悉心指导和不懈的支持。她多次指导，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。此外，感谢张老师等在大学期间对我的教育和培养，他们细心指导我的学习与研究，直至论文的顺利完成。时光匆匆，转眼就快毕业了。从开始确定选题一直到论文的顺利完成，都离不开老师、同学给我的热心帮助在这里请接受我最诚挚的谢意。参考文献王建、杜诗超，电工操作实训，机械工业出版社，2008.4. 姚融融等，电气控制技术及实训教程，中国电力出版社，2009.6. 郑风翼，怎样识读电气控制电路图，人民邮电出版社，2010.6.邱俊，工厂电气控制技术，中国水利水电出版社，2009.4王俊峰，精讲电气工程制图与识图，机械工业出版社，2008.5. 麦崇裔，电气控制技术与技能训练，电子工业出版社，2010.8装订线13毕业设计（论文）报告纸13