控制柜電氣裝配工藝設(shè)計(jì)流程（重）

1、.wd.wdPAGE7 / NUMPAGES7.wd控制柜電氣裝配工藝流程前言電氣裝配和電氣布線是控制柜設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，為了提高控制柜的可靠性，安全性和可維護(hù)性，并能有效地降低制造成本，應(yīng)從模塊化思想，電磁兼容和安全性等多個角度去設(shè)計(jì)。一、電氣布線的模塊思想模塊化思想是將復(fù)雜龐大的系統(tǒng)分解成多個規(guī)模較小的、相互間耦合性很小的模塊來實(shí)現(xiàn)。模塊化思想貫穿了產(chǎn)品的整個生命周期，從設(shè)計(jì)到工藝制造，甚至延伸到市場開拓和售后服務(wù)階段。其每一個環(huán)節(jié)都可以通過模塊化思想來防止重復(fù)勞動，同時便于每個功能的標(biāo)準(zhǔn)化，最終到達(dá)降低成本、提高效率、便于維護(hù)和升級的目的。 對于電氣布線，模塊化思想主要表達(dá)在功能區(qū)域劃分和

2、線束化兩大工作內(nèi)容。 功能區(qū)域的獨(dú)立性越強(qiáng)，區(qū)域間的裝配、測試、維護(hù)等工作的相互影響程度就越小。線束化防止了布線前期工作與柜體制造、初期裝配等工作之間的影響，同時也防止了不同功能區(qū)域之間布線的相互影響。電氣布線功能區(qū)域劃分要結(jié)合電氣機(jī)械設(shè)計(jì)開展，通常除了獨(dú)立的大型電器設(shè)備變頻器，還劃分?jǐn)嗦菲鏖_關(guān)電源模塊，濾波模塊，隔離模塊，接觸器繼電器模塊，伺服模塊，PLC模塊，對外端子排模塊。功能區(qū)域之間通過柜體布線線槽中分等級的線束進(jìn)展連接。這一工藝在電氣原理設(shè)計(jì)階段就要充分考慮。元器件空間位置定義的合理性直接影響到各個功能區(qū)域的獨(dú)立程度，進(jìn)而影響到電氣布線的模塊化效果。線束設(shè)計(jì)需要兩項(xiàng)重要輸入：一是各元

3、器件的連接器和接線端子的空間位置，二是連接清單包含電纜線號、電纜線兩端的器件和針腳號、線纜長度，壓接工具等信息。工藝人員根據(jù)這兩項(xiàng)信息，并考慮避開走線路徑上的干預(yù)，同時要考慮走線的美觀和節(jié)約用料，這樣就可以設(shè)計(jì)出三維對的電氣線束；再根據(jù)現(xiàn)場制作的需要，將三維的電氣線束展平成平面圖形，繪制成線束模板圖。線束制作工人只需根據(jù)線束模板圖就可以加工出合格的線束，不用依賴于現(xiàn)柜，所加工出線束的一致性也較好。二、電氣布線的電磁兼容性隨著控制柜電氣功能的增加，柜內(nèi)電磁環(huán)境也變得愈為復(fù)雜。這就要求在做布線工藝設(shè)計(jì)時，需充分考慮電磁兼容性問題。電磁干擾的三要素為干擾源、傳輸途徑和干擾對象。對布線工藝設(shè)計(jì)來說，主

4、要是通過掐斷或削弱電磁干擾的傳輸途徑來解決電磁兼容性問題，因?yàn)榱硗鈨蓚€要素在大多數(shù)情況下是由設(shè)備而不是由布線決定的。掐斷或削弱電磁干擾傳輸途徑的方法主要有電纜分級和屏蔽。電纜分級是指將電纜根據(jù)干擾強(qiáng)度和敏感程度分為假設(shè)干等級。不同等級的電纜線之間必須保持一定的距離或敷設(shè)于不同的線槽之中，以防止相互之間的干擾耦合。例如，可將電纜分為個等級，級號越低就表示其干擾強(qiáng)度越低，一般其敏感程度也就越高。不同等級的電纜線間最小距離可根據(jù)類似于表的矩陣表來確定。屏蔽可分為兩種情況：一種是防止外界對自身電纜的干擾，如低壓信號線；另一種是防止自身對外界的干擾，如電機(jī)電源線。屏蔽的方式可采用金屬線槽、金屬軟護(hù)套管或

5、電纜本身自帶屏蔽層來實(shí)現(xiàn)。屏蔽體接地設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到屏蔽的效果，也是工藝設(shè)計(jì)中的一大難點(diǎn)。一般來說，對共模干擾敏感的電纜宜采用單點(diǎn)接地，因?yàn)槎鄠€接地點(diǎn)間的電位差會在屏蔽體中形成電流。該電流會在電纜兩端產(chǎn)生感生電動勢，從而使電纜中的信號失真如圖所示。對于波長很短而電纜很長的高頻信號一般在電纜長度大于0.15倍波長時考慮，那么宜采用多點(diǎn)接地，以減少屏蔽體的天線效應(yīng)。對于高頻電子設(shè)備的屏蔽體箱體，宜采用金屬編織帶進(jìn)展接地。因?yàn)轭l率越高，趨膚效應(yīng)越明顯。金屬編織帶外表積大，故對于高頻信號的阻抗較小。三、電氣布線的安全性控制柜除了要考慮設(shè)備的安全，還要充分考慮操作、維護(hù)人員的人身安全。從操機(jī)人員的安

6、全問題的角度思考電氣布線，主要應(yīng)考慮火災(zāi)和觸電這兩個方面的問題。引起火災(zāi)的原因包括電纜過載發(fā)熱和電氣短路。電纜過載發(fā)熱時如果溫升太高，那么會引起火災(zāi)，即使不立即引發(fā)火災(zāi)，也會加速電纜絕緣層的老化。要解決電纜過載發(fā)熱的問題，首先要弄清電纜中流過的工作電流的大小、預(yù)期的環(huán)境溫度、敷設(shè)類型、預(yù)計(jì)壽命、持續(xù)工作時間等因素，并根據(jù)這些因素確定出等效的電纜電流的大小。式中：預(yù)期環(huán)境溫度的修正系數(shù)；敷設(shè)類型的修正系數(shù)；預(yù)計(jì)電纜壽命的修正系數(shù)；當(dāng)不持續(xù)工作時，短時電流的修正系數(shù)當(dāng)持續(xù)工作時。、和的值都可以根據(jù)實(shí)際情況對照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的公式和表格，用計(jì)算和查表的方法得到。的值確定后，再對照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展查表、圓整，

7、就可以確定電纜的截面積。只要電纜的截面積足夠，就可以防止電纜過載發(fā)熱的問題。電氣短路多由連接松動或電纜絕緣層破損造成。連接松動在這里不多贅述。電纜絕緣層破損的原因有割傷、應(yīng)力和老化等三種。金屬銳邊、銳角與電纜絕緣層直接接觸，或線束固定不牢導(dǎo)致小車在運(yùn)行時電纜絕緣層與硬物摩擦，就會導(dǎo)致電纜絕緣層割傷。這就要求在設(shè)計(jì)線束時要合理選擇路徑以避開與金屬邊、角的直接接觸，實(shí)在避不開的要考慮在金屬邊、角上增加橡膠墊等緩沖物；另外還要充分考慮線束的固定問題，確保線束穩(wěn)固，不與硬物產(chǎn)生摩擦。電纜絕緣層的應(yīng)力主要是由電纜的彎曲或拉伸造成的。各型電纜都有各自的最小彎曲半徑。在線束拐彎的設(shè)計(jì)中，一定要兼顧到線束所包

8、含的每一根電纜的最小彎曲半徑。線束的長度要留有一定的余量，以考慮安裝和熱脹冷縮等不定因素造成的影響。電纜絕緣層從制造之日起，就處于不斷老化的過程之中。正常情況下絕緣層的老化速度非常緩慢，在電纜的壽命期限內(nèi)絕緣層各項(xiàng)性能指標(biāo)均能到達(dá)使用要求。如果遇到一些非正常的情況，如電纜與油脂或其它化學(xué)物質(zhì)接觸、長時間過載發(fā)熱等，絕緣層老化的速度就會大大加快。絕緣層老化到一定程度，其柔韌性就會降低，變得易碎易開裂。所以，線束路徑應(yīng)盡量避開油脂和其它化學(xué)物質(zhì)，實(shí)在避不開的要做好防護(hù)設(shè)計(jì)。防止和工作人員觸電的措施主要有警示標(biāo)志、保護(hù)接地和漏電保護(hù)。對于布線設(shè)計(jì)，重點(diǎn)要考慮的是保護(hù)接地。對控制柜而言，保護(hù)接地實(shí)際上

9、就是等電位連接，即把外露導(dǎo)電局部如電器的金屬箱體用導(dǎo)線連接到柜體，以保持外露導(dǎo)電局部與柜體的等電位。大多數(shù)情況下，保護(hù)接地會和電磁兼容性的屏蔽接地一并綜合考慮，也有少數(shù)單獨(dú)考慮保護(hù)接地情況，如考慮防止高壓設(shè)備感應(yīng)或放電致使外殼帶電會對人員造成傷害等。、裝配過程1、鈑金件檢查1在設(shè)備鈑金件初到車間時，電氣裝配人員應(yīng)帶著圖紙去檢查所有電氣柜、電氣底板、電氣面板、按鈕盒及電氣小配件的尺寸是否正確設(shè)備床身上的電氣走線孔是否缺少所有安裝孔大小是否正確 2、找齊設(shè)備安裝所需的電氣材料 1電氣裝配人員要先找齊設(shè)備上需使用的已經(jīng)噴過漆的電氣柜、電氣底板、電氣面板、按鈕盒及電氣小配件。 2電氣裝配人員準(zhǔn)備好自己

10、的工具包含大號、中號十字起，小一字起、剝線鉗、斜口鉗、電工防水膠帶、萬用表、內(nèi)六角扳手、呆扳手、2.5鉆頭、3.2鉆頭、4.2鉆頭、M3絲錐、M4絲錐、絲錐絞手、粗齒挫一套、M3螺絲、M4螺絲、M4螺母、手電鉆，將所有工具整齊的放在一個手臂的范圍內(nèi)。 3、安裝電氣底板 1根據(jù)電氣原理圖中的底板布置圖量好線槽與導(dǎo)軌的長度，用切割機(jī)截?cái)?。注：線槽要放在平坦的地方鋸，導(dǎo)軌要夾在臺虎鉗鋸，鋸縫要平直。 2鋸?fù)旰罂梢栽谏拜啓C(jī)上磨直。兩根線槽如果搭在一起，其中一根線槽的一端應(yīng)磨成45度斜角。 3用手電鉆在線槽、導(dǎo)軌的兩端打固定孔用4.2鉆頭。 4將線槽、導(dǎo)軌按照電氣底板布置圖放置在電氣底板上，用黑色記號筆

11、將定位孔的位置畫在電氣底板上。 5先在電氣底板上用樣沖敲樣沖眼，然后用手電鉆在樣沖眼上打孔用4.2鉆頭。 6用M4螺釘、螺母將線槽、導(dǎo)軌固定在電氣底板上。 7開關(guān)電源、印制線路板等不易拆卸的電氣元器件都要進(jìn)展打孔、功絲用2.5鉆頭打孔，然后用M3的絲錐功絲，印制線路板的下面要墊銅柱子M320。 8伺服控制驅(qū)動器、變頻器要用3.2鉆頭打孔，然后用M4的絲錐功絲。 9一般電氣元器件底下都有一道槽，是專門用來卡在C型導(dǎo)軌上的，接線端子一般也是卡在C型導(dǎo)軌上的，其他接線端子一般使用上下導(dǎo)軌。 導(dǎo)線加工過程冷壓連接不同于繞接, 與錫焊連接更有本質(zhì)的區(qū)別, 冷壓連接是用機(jī)械的方法, 應(yīng)用冷壓專用工具或設(shè)備

12、對導(dǎo)線和接線片施加一定的壓力, 使導(dǎo)線和接線片兩金屬表層晶格產(chǎn)生塑性變形。在塑性變形過程中, 局部區(qū)域的溫度顯著升高, 引起兩金屬接觸局部的塑流, 消除了兩金屬外表的氧化膜, 使兩金屬的接觸電阻近似為零。在塑流的過程中, 溫度升高的區(qū)域擴(kuò)散進(jìn)展得更加劇烈, 經(jīng)過擴(kuò)散加強(qiáng)了兩金屬接合面的結(jié)實(shí)性，從而實(shí)現(xiàn)可靠的電氣連接。冷壓連接使用范圍很廣, 截面積0 .35 70 m m “范圍的銅、鋁、銀、鎳和鎳合金等金屬的單股或多股導(dǎo)線均可進(jìn)展壓接連接, 它具有許多優(yōu)點(diǎn):1.操作工藝簡便, 容易掌握;2.在任何場所都能使用, 手動冷壓鉗不需要能源;3.不用焊料, 熔劑和清洗劑等材料, 節(jié)省了搪錫和清洗工序。

13、生產(chǎn)效率高, 成本低;4.無熱影響, 無腐蝕隱患, 不污染環(huán)境, 由于專用工具的壓力固定, 連接點(diǎn)壽命高, 電氣性能和機(jī)械性能穩(wěn)定,5.能自測檢查質(zhì)量;6.容易實(shí)現(xiàn)自動化,7.適用于單股和多股等各種導(dǎo)線,8.安裝密度高,9.接觸電阻極小, 近似為零,10.防止了錫焊中的虛焊問題, 提高了連接質(zhì)量。冷壓連接也還存在一些缺點(diǎn):1.不同型式和不同規(guī)格的接線片需要換用冷壓鉗的不同鉗口形式,2.手動式冷壓鉗在批量生產(chǎn)中勞動強(qiáng)度大,3.抗振能力低于繞接連接。鑒于冷壓連接的優(yōu)缺點(diǎn), 在電氣連接中冷壓連接宜和繞接連接相互輔助使用, 用于直徑1.3以上導(dǎo)線的電氣連線。冷壓連接工藝要素1.冷壓連接工具和設(shè)備。冷壓

14、連接工具有手動冷壓鉗、液壓鉗和氣壓鉗。手動冷壓鉗又可分為冷壓鉗(見圖5)、微型冷壓鉗(見圖6)。為了保證冷壓連接的質(zhì)量, 對于各種冷壓連接的工具及冷壓設(shè)備的模具的選用應(yīng)根據(jù)導(dǎo)線截面積及接線片的尺寸進(jìn)展選擇。否那么會造成壓接不良的狀況。2.連接片冷壓用的接線片有管材和板材制造的兩種。板材制造的接線片, 其合縫處必須用銀釬焊封縫見圖8 所示, 不能使用開口接線片。接線片的材料應(yīng)具有較大的塑性變形值,即在低溫下具有很大塑性的金屬, 如銅、銀、鋁等。接線片常用型式見圖9 所示。3壓接導(dǎo)線壓接導(dǎo)線多半選用柔軟的銅線, 為了獲得最正確的抗拉強(qiáng)度, 較細(xì)的導(dǎo)線有時用銅合金制成。由于多股導(dǎo)線具有柔軟性和最大的

15、抗振能力, 因而壓接連接多半采用多股導(dǎo)線。4冷壓工藝過程冷壓工藝過程見圖10所示。質(zhì)量檢驗(yàn)(1) 目測,不合格的冷壓連接點(diǎn)見圖11所示。A壓力缺乏:原因是小規(guī)格連接片用大規(guī)格鉗口冷壓所致，應(yīng)選用適宜的連接片和鉗口。B壓力過大:原因是大規(guī)格連接片用小規(guī)格鉗口冷壓造成，改正方法同a。C局部導(dǎo)線未插入: 由于多股線穿入前未擰頭, 應(yīng)擰頭處理。D 導(dǎo)線穿入缺乏:導(dǎo)線應(yīng)全部穿入后才能冷壓。E 導(dǎo)線露出太多：剝除絕緣層局部太長，應(yīng)控制剝除的尺寸。F 壓痕偏心：由于接線片放在鉗口的位置不正造成，應(yīng)控制接線片放置位置。2實(shí)驗(yàn)檢測:實(shí)驗(yàn)檢測主要做為冷壓工具進(jìn)廠的檢測和工藝抽查, 一般進(jìn)展拉拔力(見表2)和接觸電阻的檢測, 接觸電阻不應(yīng)高于同長度導(dǎo)線的電破值4、接線 1三相電路按照功率和線徑載流量的規(guī)那么進(jìn)展布線。2傳感器、儀表通訊、計(jì)算機(jī)通訊、模擬量板卡輸入、示波器輸入等信號線都要用屏蔽線連接。 3剝線鉗一般剝線長度為69 mm，不應(yīng)剝太長，更不可以用斜口鉗剝線，容易損傷電線。 4繼電器、空氣開關(guān)等普通元器件要使用冷壓接頭連接，叉形接線柄，線環(huán)，接線端子、西門子PLC接線端子等小口徑接線端子要使用針型接線柄管狀端頭，兩段導(dǎo)線的中間連接要使用中間過渡接線管。 5但凡拖在地上的電線要穿包塑軟管，露在外面的線要穿黑色波紋管，電氣線路沿線要貼吸盤用AB膠固定，然后用尼龍?jiān)鷰Юυ谖P