电气控制柜设计的基本思路与总体配置设计解析

电气控制柜设计的基本思路与总体配置设计解析

一、基本思路

电气控制柜设计的基本思想是一种逻辑思维。只要符合逻辑控制规则，能够保证电气安全并满足生产工艺的要求，就可以说是一个好的设计。然而，为了满足电气控制设备的制造和使用要求，必须进行合理的电气控制工艺设计。这些设计包括电气控制柜的结构设计、电气控制柜的总体配置图、总体接线图设计以及各部分的电气总成图和接线图设计。同时还有部分元件目录、进出线线号、主要材料清单等技术信息。

2、电气控制柜总体配置设计

电气控制柜的总体配置设计任务是首先根据电气原理图的工作原理和控制要求将控制系统划分为若干个组件（这些组件称为组件），然后根据复杂程度划分各个组件电气控制柜的。将一个零件分成若干个元件，然后根据电气原理图的接线关系，整理出各部分的进出线号，并调整它们之间的连接方式。总体配置设计采用总装图和电气系统总接线图的形式。为了表达，图应以原理图的形式反映各部分主要元件的位置、各部分的接线关系、接线方法以及所用的线槽、管道等。

电气控制柜总装图和接线图（可根据需要分开或组合）是局部设计和各部分协调成完整系统的基础。总体设计应使整个电气控制系统集中、紧凑。同时，在空间允许的情况下，噪声和振动较大的发热部件和电气部件应尽可能远离其他部件放置或隔离：对于大型多工位设备，为了两处操作的方便还应考虑：控制柜的总电源开关和急停控制开关应置于方便、明显的位置。总体配置设计是否合理，关系到电气控制系统的制造和装配质量，也将影响电气控制系统性能的实现及其工作的可靠性、操作的方便性和质量，调试和维护。

1、电气控制柜部件划分

由于各种电气元件的安装位置不同，在组成完整的电气控制系统时必须对元件进行划分。划分组件的原则是：

(1) 将具有相似功能的组件组合在一起

(2)尽可能减少部件之间的连线数量，将连接紧密的控制电器放置在同一部件内。

(3)强弱电控制器分开，减少干扰

(4)为了力求整齐、美观，外观、尺寸、重量相似的电器可以组合在一起。

(5)为了便于电气控制系统的检查和调试，将需要经常调整、维护和磨损的部件组合在一起

2、电气控制柜元件划分时，要解决元件之间、电气箱之间、电气箱之间的问题。

与被控设备的连接方法：电气控制柜各零部件之间的接线方法一般应遵循以下原则：

(1)开关电器和控制面板的进出线一般采用端子或接线片连接。可根据电流大小和进出线根数选择不同规格的端子或接线片。

（2）接线端子或工业连接器用于电气柜、控制柜、柜（站）及其与受控设备之间的连接。

(3)弱电控制元件与印刷电路板元件的连接应采用各类标准连接器。

(4)电气柜、控制柜、柜(站)内元件之间的连接可利用元件本身的端子直接连接。过渡连接线应采用端子排过渡连接，端子应采用相应规格的端子排。处理

3、电气元件布置图的设计与绘制

电气元件布置图是某些电气元件按照一定原则的组合。电气元件布局图的设计依据是元件原理图、元件划分等，设计时应遵循以下原则：

(1)在同一总成内电气元件的布置中，应注意将大型、笨重的电气元件安装在电气面板下方，而加热元件应安装在电气控制柜的上部或后部，但热继电器应置于下部，因为热继电器的出线端直接与电机相连，方便出线，进线端直接与接触器相连，接线方便，接线最短，适合散热。

(2)强弱电分开，注意屏蔽，防止外界干扰

(3)需要经常维护、检查、调整的电气元件安装位置不宜过高或过低。需要经常监控的手动开关和仪表的安装位置应符合人体工程学原理。

(4)电气元件的布置应考虑安全间隙，并整齐、美观、对称。外观、尺寸、结构相似的电器可以放置在一起，以便于加工、安装和接线。若采用排线槽布线，应适当增加每排电器之间的距离，以方便布线和维护。

(5)确定各电气元件的位置后，即可绘制电气布置图。电气布置图是根据电气元件的轮廓来绘制的，即以其轴线为基准，标出各元件的间距尺寸。各电器元件的安装尺寸及公差范围应按产品说明书中的标准标注，以保证安装板的加工质量和各电器的顺利安装。大型电气柜内的电气元件应安装在两根安装梁之间。这样可以减轻机柜的重量，节省材料，并且方便安装。因此，设计时应计算纵向安装尺寸。

(6)在电气布局设计中，还需根据本元件进出线的数量、使用的电线规格和出线位置，选择进出线方式和接线端子、连接器或接插件，并标记按一定顺序输入和输出电线。接线数量

4、电气元件接线图的绘制

电气元件接线图是根据元件的电气原理和电气元件布置图绘制的。它代表了整套设备的连接关系，是电气安装、维护、线路检查的依据。接线图的绘制应遵循以下原则：

(1)接线图和相连接表的绘制应符合.6-1993《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有与电气原理图中一致的文字符号和接线号。原理图中工程代号、端子号和线号的编制应分别符合-1985年《电气技术工程代号》、-1992年《接线端子和特定线头字母数字系统识别和应用的通用原则》电气设备》和-1985年《绝缘导体标志》等法规

(3)与电气原理图不同的是，同一电气元件的各个部分（触点、线圈等）在接线图中必须画在一起

(4) 电气接线图应始终用细线绘制。接线方式有前板接线和后板接线两种。一般采用前板接线。对于简单的电气控制元件，电气元件数量较少，接线关系不复杂，可直接画出元件之间的连接线：对于电气元件数量较多、接线复杂的复杂元件，一般采用接线槽。用过的。只要在每个电气元件上标注接线号即可，无需画出元件之间的连接线。

(5)接线图应注明接线所用的各种电线的种类、规格、截面积和颜色要求。

(6)元件与外部电路连接时，大截面的进出线应采用连接器连接，其他导线应采用接线端子连接。

5、电气控制柜及非标件图纸设计

电气控制装置通常需要制作单独的电气控制柜和箱，其设计需要考虑以下几个方面：

(1)根据使用需要和柜内控制屏、箱体及各种电器元件的尺寸，确定电气箱、柜的总体尺寸和结构型式。除特殊情况外，电气控制柜的外形尺寸应与基本结构尺寸及系列相一致

(2)根据电气控制柜的外形尺寸、结构型式、安装尺寸，设计箱内安装支架，标出安装孔、安装螺栓和接地螺栓的尺寸，并注明配合方法。橱柜、箱体的材料一般应采用橱柜、箱体专用型材。

(3)根据现场安装位置、操作、维护方便性要求，设计电气控制柜的开门方式和类型：

(4)为了便于控制柜内电器的通风散热，应在柜内适当部位设计通风孔或通风槽。必要时，柜体上部应设计强制通风装置和通风孔。

(5)为了便于电气控制柜的运输，应设计合适的吊钩或在箱底设计活动轮。总之，根据上述要求，首先应画出电气控制柜箱体的外观图，估算出各部分的尺寸，然后按比例绘制外形图，然后进一步考虑从图中调整各尺寸的比例。对称、美观和易用性等方面。电气控制柜外观确定后，按上述要求进行控制柜各部分的结构设计，并绘制箱体总装图及各种门、控制面板、底板、绘制安装支架、装饰条等零件，并注明加工要求。然后根据需要为电气控制柜选择合适的门锁。当然，电气柜有不同的形状和结构，在设计柜体时应注意吸收各种类型的优点。对于非标准电气安装零件，应根据机械零件的设计要求绘制零件图。所有配合尺寸均应注明公差要求并说明加工要求。

最后，根据各种图纸，对电气控制柜所需的各种零部件、材料进行全面统计，并编制外购成品件汇总清单、标准件清单、主要材料消耗定额表和辅助材料按类别列出。配额表等，方便采购人员，根据设备制造需要备料，准备生产，方便成本核算。

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杨老师：（同微信）