楼宇设备自控布线

我们在进行系统设计时一定要考虑实际情况，设计原则是：设计必须紧紧和工艺相结合。

1、适用范围

适用于本公司各种自动化成套产品中。

2、使用材料通常我们用到的材料及原件大概为以下几种：

1. 开关电源：SIEMENS SITOP电源 24V、10A；PS307-5、10A

2. 小型断路器：施耐德系列iC65N—2P/32A、25A、16A、10A、5A

3. PLC模块：西门子S7-300系列

4. 安全栅：浙大中控系列

5. 继电器：欧姆龙或魏德米勒系列

6. 接线端子：龙牌或魏德米勒系列

7. 导轨：

8. 线槽：

9. 导线：

   10、号码管、针形线鼻、扎带、号码打印机、标签、缠绕管、接地排

   3、工具

斜口钳、剥线钳、尖嘴钳、剪刀、-+螺丝刀、扳手、万用表、手电钻钢锯、切割机、电烙铁、焊锡、焊锡膏等。

1. 常用电子电气元气件功能介绍

   1、施耐德C65系列小型断路器型号的选择及功能介绍

   我们选用的断路器型号一般为施耐德C65N系列。C65系列小型断路器是一种具有过载与短路双重保护的限流型高分断小型断路器，适用于交流50Hz/60Hz，额定工作电压230V / 400V，额定电流至63A及以下的电路中，作为线路过载和短路保护之用。   

   ，额定电流1～63A，具B/C/D型脱扣曲线；可拼装丰富的电气附件、机械附件，实现功能的极大扩充和操作的便利；全系列产品可拼装剩余电流动作保护附件，实现A/AC类剩余电流动作保护功能，额定剩余动作电流包括30mA，100mA，100mA延时，300mA和300mA延时型。

    

   断路器一般安装在控制柜正面第一行左侧，上下离线槽的距离为50mm。

   2、开关电源：

   开关电源主要有5V、12V、24V，我们用的开关电源是24V 的，主要就是把AC220V交流电转换成DC24V直流电，给控制设备供电。开关电源主要有明纬开关电源和SIEMENS SITOP电源。选用的电源输出电流一般为10A和20A，

    

   开关电源一般放在控制柜正面第一行的右侧，上下离线槽的间距为50mm。

   3、西门子PLC模块

   下表为PLC模块尺寸参数，其它参数及接线方式详见PLC模板规范。

以后控制柜PLC导轨一律选用530导轨。

1. 安全栅（浙大中控）

    

   5、继电器

   继电器是一种电控制器件。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

   最常用的就是OMRONG中间继电器MY2NJ。

   6、接线端子

   接线端子就是用于实现电气连接的一种配件产品。我们选用龙牌和菲尼克斯接线端子较多。

    

   龙牌端子的厚度为5.0mm，菲尼克斯端子的厚度为6.0mm。

   7、导轨：

    

   我们定制的导轨都是 1米的，这样可以截成两端，每段0.5米。

   8、 线槽：以后统一选用80*80；50*50；50*80的线槽。

   9、 导线：

   导线颜色和直径的规定GB2681-81

名称	颜色	直径（mm）
220V电源相线	红色	1.0
220V电源中性线	淡蓝色	1.0
安全接地线	黄绿双色	1.0
直流电源正	棕色	0.75
直流电源负	深蓝色	0.75
信号线	黑色	0.75

二、电子电气元的安装

首先，PLC柜的配线安装的前提条件是各种电子电气元件及辅材的安装为前提。

1. 柜内面板的安装：

   为了防止误接线对控制系统参生严重的破坏作用，在以后的PLC柜提报中一律采用双面板。前面板为各回路断路器、s7-300模块、中间继电器、DO模块端子排及AC220V端子排；后面板为所有的DI、AI、AO模块输出端子。

   2、线槽的安装：

   线槽的安装形式及标准如图：

   Ⅰ、保证主干线槽横平竖直；

   Ⅱ、布放过线槽时保证线槽间接缝要对齐，尽量避免布放斜向线槽；

   Ⅲ、线槽要布局合理、美观,布放按“目”字排列；

   Ⅳ、竖直线槽采用：80*80mm；水平线槽采用：50*50mm

   Ⅴ、正面板，共有竖直线槽2根，水平线槽9根，集体的安装尺寸如下：第一行线槽与第二线槽之间的距离为15cm，用于安装断路器及24v电源端子；第二线槽与第三线槽的距离20.3cm，用于安装PLC-CPU机架；第三行线槽与第四行线槽的距离为20.3cm，安装扩展机架；第四线槽至第七线槽的距离均为15cm；用于安装中间继电器；第七线槽与第八线槽的距离15cm；用于安装中间继电器出现端子排；第八线槽与第九线槽的距离15cm；用于安装AC220V端子排；

    

    

   3、导轨的安装及标准

   导轨分为两种：1、电气安装导轨：采用的是“凤凰”牌标准导轨；

                 2、DIN安装导轨：采用西门子专用导轨；

   具体的安装要求如下：

   、电气安装导轨安装

   如图所示：

   导轨水平方向，以左边线槽向基准右2cm，垂直方向，以距离上线槽5.75cm标准；

   

   DK1为总电源，32A，出线接UPS进线端或插排，UPS出线端接DK2 20A进线端，DK2的出线端接DK3-DK8汇流排，给DK3-DK8供电；DK3 -DK4  15A给24电源模块供电；DK5-DK6 5A给柜内照明、风扇供电；DK7-DK8 10备用电源。

‚DIN安装导轨：

S7-300 PLC 由一个中央单元 (CU) 和一个或多个扩展模块组成。包含CPU 的机架是中央单元 (CU)。配有模块并连接到CU 的机架形成了系统的扩展模块(EM)。

S7-300 的机架是一个装配DIN导轨。可利用此导轨安装S7-300系统的所有模块。

DIN安装导轨

 

DIN导轨种类	DIN导轨型号	DIN导轨作用
160mm DIN 导轨	6ES7 390-1AB60-0AA0	? SIMATIC S7-300 的机械安装机架 ? 用于S7-300模块安装 ? 可用螺丝拧紧到安装背板或墙上
482mm DIN 导轨	6ES7 390-1AE80-0AA0
530mm DIN 导轨	6ES7 390-1AF30-0AA0
830mm DIN 导轨	6ES7 390-1AJ30-0AA0
2000mm DIN 导轨	6ES7 390-1BC00-0AA0

1、安装方式：

可以垂直或水平安装S7-300。所允许的环境空气温度和CPU模块的位置如下：

垂直装配：0℃至40℃

水平装配：0℃至60℃

始终将CPU 和电源模块安装在左侧或底部。

2、安装间距：

必须保持如图中所示的间距，以便为安装模块提供充足的空间，并能够散发模块所产生的热量。下图显示的是安装在多个机架上的S7-300 装配，其中显示了各机架与相邻组件、电缆槽、机柜壁之间的间距。例如，在沿电缆槽为模块接线时，屏蔽接触元件底部与电缆槽间的最小间距为40mm。

3、DIN导轨安装孔要求

DIN导轨具有用于固定螺丝的4个孔和1个接地导线螺栓

一米长以上的装配导轨可以削减到任何特殊长度。不带用于固定螺丝的安装孔和接地导线螺栓。

四个用于安装固定螺丝的孔（关于尺寸大小的信息，请参阅“固定孔的尺寸”）

如果导轨长度超出了830mm，则必须提供附加孔，以便用更多的螺丝固定才能使其稳固。沿导轨中间部分的凹槽标出这些孔（见下图）。间距应大约为500mm。

钻出标记的这些孔，M6 螺丝的孔径=6.5+0.2 mm。

安装一个M6 螺栓，用以固定接地导线。

 

DIN导轨安装孔说明

装配导轨的固定孔尺寸如下表所示。

 

“标准”导轨				2m装配导轨
导轨长度		尺寸a	尺寸b	–
160 mm	10 mm		140 mm
482.6 mm	8.3 mm		466 mm
530 mm	15 mm		500 mm
830 mm	15 mm		800 mm

 

表 导轨的安装孔尺寸

4、接地线安装：

使用M6螺栓连接DIN导轨和接地线。接地线的最小横截面：10mm2。下图显示了如何将接地线连接到导轨。

注意：请始终确保接地线和导轨之间的低阻抗连接。可通过以下方法达到此目的：使用低阻抗电缆，尽可能缩短该电缆的长度，使用较大的接触表面。例如，必须使用柔性接地带将安装在铰接框上的S7-300接地。

4、断路器的安装

断路器一般安装在控制柜正面第一行左侧，上下离线槽的距离为30~50mm；交流与直流同时存在时，一定分开安装以防对设备照成危害；断路器上端接线，原则上相同电压用汇流排连接。

5、S7-300模块安装

1、S7-300模块的自左向右排列顺序： PS307电源、CPU、通信模块、DO模块、DI模块、AI模块、AO模块

2、模块的安装前，先确定是否DIN导轨安装完毕。

3、模块的安装顺序

从左边开始，按照在STEP 7编程软件硬件组态插槽号的顺序，将模块挂靠在导轨上。

注意：插入任何SM331模拟量输入模块前，请检查量程范围是否与STEP 7编程软件硬件组态要求一致。不一致需要重新定位模块端的测量范围。

 

第1步	插入总线连接器到CPU 和SM/FM/CP/IM。除CPU 外，每个模块都带有一个总线连接器。 在插入总线连接器时，必须从CPU 开始。拔掉装配中“最后一个”模块的总线连接器。 将总线连接器插入另一个模块。“最后一个”模块不接受总线连接器。
第2步	按指定的顺序，将所有模块挂靠到导轨上 (1)，滑动到靠近左边的模块 (2)，然后向下旋转 (3)。
第3步	用螺丝拧紧模块。

 

2、插槽号安装

应给每个安装的模块指定一个插槽号，这会使在STEP 7 的组态表中分配模块更加容易。下表显示了插槽号分配情况。（插槽号标签包括在CPU 包装内）

 

插槽号	模块	注释
1	电源模块(PS)	如果不配置西门子专用直流电源。该插槽号空缺
2	CPU模块	CPU模块插槽号
3	接口模块（IM）	(IM) 在CPU 的右边
4～35	扩展模块 (SM)	扩展插槽号

1、在相关模块前固定对应的插槽号。

2、将针插入模块上的开口①。

3、将插槽号压入模块中 ②。插槽号从轮子处断开。下图说明了此过程。

3、前连接器安装：

系统的传感器和执行器是通过前连接器连接到S7-300模块。将传感器和执行器连线到相关的前连接器，然后插入模块。

前连接器类型所提供的前连接器有20 针和40 针两种类型，均有螺紧型或弹簧卡入式两种安装类型。

 

前连接器	型号
20 针，螺钉型前连接器	6ES7 392-1AJ00-0AA0
20 针，弹簧型前连接器	6ES7 392-1BJ00-0AA0
40 针，螺钉型前连接器	6ES7 392-1AM00-0AA0
40 针，弹簧型前连接器	6ES7 392-1BM01-0AA0

 

前连接器

 

20 针前连接器安装方法	40针前连接器安装方法
①按住解锁装置。 ②插入前连接器。 ③合上前面板	①拧紧安装螺丝。 ②合上前面板

 

4、标签条安装：

标签条用于记录系统的模块I/O 和传感器/执行器的分配情况。必须使用下列标签条（具体使用哪一种标签条，将视模块而定）：

可以用不同颜色的标签条区分模块类型或应用区有褐色、浅褐色、红色和黄色。其中黄色为故障安全安全系统所保留

 

标签条	型号
非32通道标签条	6ES7 392-2XX00-0AA0
32通道标签条	6ES7 392-2XX10-0AA0

 

6、中间继电器的安装：

继电器的宽度为22mm，每个导轨最多安装24个继电器，自左向右按照顺序依次安装

 

7、端子排

1、端子分类：仪表接线端子采用龙牌端子的厚度为5.0mm，菲尼克斯端子的厚度为6.0mm。动力端子采用2.5mm，

2仪表.端子的安装方向：柜前采用横向安装；柜后采用竖向安装；如图：

 

Ⅰ、端子排按照每个模块不同的需求，以每个模块为单位进行安装，模块之间的用标记端子隔离；

Ⅱ、每排接线端子应有上下两条过线槽；

Ⅲ、接线端子在所有线都接完之后要将空端子排上的螺丝拧紧，以免在运输过程中丢失，

3、动力端子：安装在系统柜的左下角如图：

8、标号

1、同一线径的线,采用同线径的标号套管（异型管）；

2、标号套管文字方向遵循从左到右,从上到下的规则；

3、保持在一个控制柜中所有套管文字方向的一致性，即所有水平、垂直套管上文字的方向一致，这样一是方便查线,二是看起来比较规整。

4、在接完所有线之后要将同一单元内所有套管对齐。

9、电缆

1、信号线

⑴线缆走向要横平竖直，两端必须将冷压头（又名插针）压上；

⑵线缆转向时避免打死折，最好圆滑一些。这样就避免了线缆外皮及内部铜芯的损伤。

⑶前门板上设备的接线全部采用软线连接，防止将线折断；

⑷不在线槽内的线用缠绕管将其缠起来，保证外面只能看到标号、接头部份；

⑸信号线和电缆线应尽量避免重叠,以免产生干扰。

2、短接线

⑴同等间距的短接线长度应保持一致,最好用一根线将其连起来；

⑵同一路短接线高度、孤度应一致；

⑶短接线在接线端子上如只有一根,则将冷压端子压上；

3、电源线

⑴电源直流输出及模块上标注有电源正极“+”时采用红色线缆，标注“—”或“GND”时用黑色线缆，信号线用其它颜色的线缆，如兰色、黄色。

⑵交流电源接线时“L”用红色或棕色线，“N”用蓝色或黑色线，“G”用黄色或绿色或黄绿色线。

1. 接地端子

   位于后面柜子的下端。

   信号分类1 V. N- n  R3 G0 [, e
   电缆的合理布设可以有效地减少外部环境对信号的干扰以及各种电缆之间的相互干扰，提高DCS系统运行的稳定性。
   $ a6 Z+ H; E: u  t$ \$ P8 M 信号分类如下：6 E- N0 [& S6 k2 p/ v  A0 m/ t
   1、Ⅰ类信号：热电阻信号、热电偶信号、毫伏信号、应变信号等低电平信号。2 m7 r2 V3 U3 R# Q+ e
   2、Ⅱ类信号：0～5V、1～5V、4～20mA、0～10mA模拟量输入信号；4～20mA、0～10mA模拟量输出信号；电平型开关量输入信号；触点型开关量输入信号；脉冲量输入信号；24VDC小于50mA的阻性负载开关量输出信号。
   ' T; L, N0 {$ q" v 3、Ⅲ类信号：24V～48VDC感性负载或者电流大于50mA的阻性负载的开关量输出信号。
   2 g% R% K( h- Y1 J+ x 4、Ⅳ类信号：110VAC或220VAC开关量输出信号，此类信号的馈线可视作电源线处理布线的问题。5 P5 v6 `8 l& N5 d- H" v7 p
   其中，Ⅰ类信号很容易被干扰，Ⅱ类信号容易被干扰，而Ⅲ和Ⅳ类信号在开关动作瞬间会成为强烈的干扰源，通过空间环境干扰附近的信号线。; x- t9 z/ X  j
   
   8 k* ?: G4 ?( Z2 z  q 二、信号电缆布设总体原则/ U& l. k8 `( `  j' l' e
   1、对于Ⅰ类信号电缆，必须采用屏蔽电缆，有条件时最好采用屏蔽双绞电缆。( B, M% g$ ~% p- F! ^( r
   2、对于Ⅱ类信号，尽可能采用屏蔽电缆，其中Ⅱ类信号中用于控制、联锁的模入模出信号、开入信号，必须采用屏蔽电缆，有条件时最好采用屏蔽双绞电缆。! b& N6 l& s% G0 t4 {: ]( O
   3、对于Ⅳ类信号严禁与Ⅰ、Ⅱ类信号捆在一起走线，应作为220V电源线处理，与电源电缆一起走线，有条件时建议采用屏蔽双绞电缆。
   : Q  r. w8 a  h; X* U, h 4、对于Ⅲ类信号，允许与220V电源线一起走线（即与Ⅳ类信号相同），也可以与Ⅰ、Ⅱ类信号一起走线。但在后者情况下Ⅲ类信号必须采用屏蔽电缆，最好为屏蔽双绞电缆，且与Ⅰ、Ⅱ类信号电缆相距15cm以上。# T! B; H2 _4 {9 O. r1 N
   为保证系统稳定、可靠、安全地运行，与DCS系统相连的信号电缆还必须保证：
   ( ?2 w' U8 x& U: Q/ \ 1、Ⅰ类信号中的毫伏信号、应变信号应采用屏蔽双绞电缆，这样，可以大大减小电磁干扰和静电干扰。* X7 Q% W( R& W. h( ?  A2 w
   2、条件允许的情况下，Ⅰ～Ⅳ类信号尽可能采用屏蔽电缆（或屏蔽双绞电缆），还应保证屏蔽层只有一点接地，且要接地良好。
   * W( E0 X& m3 r# o; ]* J 3、绝对禁止大功率的开关量输出信号线、电源线、动力线等电缆与直接进入DCS系统的Ⅰ、Ⅱ类信号电缆并行**。
     \7 j7 L+ c. O, L 4、绝对禁止采用一根多芯电缆中的部份芯线用于传输Ⅰ类或Ⅱ类的信号，另外部分芯线用于传输Ⅲ类或Ⅳ类信号。
   0 D% B  J( v# Y% C" b! T* l 5、严禁同一信号的几芯线分布在不同的几条电缆中（如三线制的热电阻）。
   5 C$ z7 _! P% h- |& E3 P8 n* Z 因此，在现场电缆敷设中，我们必须有效地分离Ⅲ、Ⅳ类信号电缆、电源线等易产生干扰的电缆，使其与现场布设的Ⅰ、Ⅱ类信号的电缆保持在一定的安全距离（如15cm）以上。