电气设计标准

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Document No.(文件编号)： Rev.(版本):A Page 1 of 8 Document Title: Automation Electronic Design Guideline 文件名称：自动化电气设计规范 Revision No.(版本)

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新建

Responsibility(责任者)

罗强巴

Date(日期) 2014-07-21

1 目的 PURPOSE

建立相关电气设计标准，确保电气设计者在设计过程中能依据设计规范完成机器设备/自动机/治具的电气设计，以利于标准化的推行。

2 范围 SCOPE

自动化电气开发科所有产品组装设备及治工具（含自制及外购）。

3 定义 DEFINITION

3.1 设备：自动化开发电气开发科所有产品组装设备及治工具（含自制及外购）。

3.2 电气设计人员：承接BU新产品设备/治具电气开发，相关生产设备改善人员（含自动化电气工程师、助理工程师、技术员及其他承接BU设备/治具开发，改善的人员）。 3.3 外部文件：包含客户，供应商或业界的相关要求，适用于规范。

4 职责和权限 Responsibility & Authority

电气设计人员必须严格按照本规范要求进行相关设备、治具的电气设计工作，以免出现标准不统一，不能满足标准化、通用化之要求。

5 器件规范选用 Electrical Components Selecting

5.1 元器件品牌

为了实现设备的模块化、标准化，也利于维护和重复利用，器件的品牌在能达到设计要求的情况，应尽可能选择如下已规范的品牌。 硬件list

品名 PLC HMI触摸屏 伺服电机 步进电机 DD motor 调速电机 减速机 断路器 接触器

型号

OMRON/MITSUBISHI Pro-face Panasonic Orient东方 LeiSai雷塞 横河

东历/东方/松下 东历/东方/松下 施耐德/ABB/正泰 施耐德/ABB/正泰

规格

CP、CJ/FX、Q系列 GC4408 A5,20位编码器

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品名

温度控制器&计时器 继电器 固态继电器 光电/光纤Sensor 按钮 安全光栅 线缆 滤波器 三色灯

型号 OMRON OMRON FOTEK/Omron

Omron/Sunx/Keyence/瑞科 天逸

Omron/Sunx/Keyence/瑞科 符合国际标准 上海埃德 天逸

规格

注意：

(1) 以上选型规定内容选择，有可选时候，优先选择前面的。 (2) 必须明显标示出没有选规定list里的硬件。

(3) 所有AC电源器件默认使用单相220V交流电。如有特殊供电需提前通知。 5.2 器件选用

5.2.1 关键器件根据客户地区或要求，采用3C/CE/UL认证产品。

5.2.2 估算所用电源容量，考虑大功率电机等瞬间/特殊情况，选用适合的低压器件。 5.2.3 估算正常运行时。主电路、大功率器件支路电流，选用适合线缆。 5.2.4 估算控制系统IO数，以10~20%的预留量选择IO模块。

5.2.5 依据CT时序图要求，选择可实现要求的CPU、电机、传感器等。

5.2.6 依据伏在和运行工况要求计算惯量和转矩，并按1.5~2倍安全系数选择电机。 5.2.7 根据实际需求合理选择器件，不高配低用，更不能低配高用。

6 电气技术设计

6.1 控制柜

6.1.1 控制柜应有主电路开关，电源总开关操作手柄应设置在外侧。 6.1.2 控制柜应有插座，2线，3线220V、5A以上的电源插座各一组。 6.1.3 控制柜的各个元件图纸的名称一致。 6.1.4 元件布置位置应预留10%以上位置。

6.1.5 元件固定方式要合理，便于拆装；设计时尽量不采用螺丝。落幕穿孔固定方式。 6.1.6 电箱结构及器件安装要便于维修。

6.1.7 对灰尘、水气、油污笔记比较大的环境，箱体要有良好的密封设施。 6.1.8 强弱电要分开电箱配置；或左右配置，可酌情中间加隔离板。 6.1.9 超过1KVA的变压器要单独加屏蔽箱，箱体接地。 6.1.10 考虑器件发热，做好散热设计，必要时安装防尘风扇。 6.1.11 大功率电磁阀采用隔离控制。

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Document No.(文件编号)： Rev.(版本):A Page 3 of 8 6.2 人机部分

6.2.1 操作面板的位置要合理，便于操作及操作者观察设备运行情况。 6.2.2 指示灯要求设置齐全,不同功能的指示灯,使用不同颜色。

6.2.3 按钮开关设置齐全。能够独立运行的部件，HMI都应有相应的手动操作按钮。 6.2.4 急停按钮采用红色蘑菇头自锁按钮，连接常闭触点。

6.2.5 设备自动运行时，按停止键设备停止后，都能用手动操作恢复到初始状态。 6.2.6 设备急停后，必须进行复位，才能进行手动操作。 6.2.7 可移动式操作台比寻单独内置或外置软地线。

6.2.8 对灰尘、水气、油污比较大的环境，操作台箱体要有良好的密封设施。 6.3 电源

6.3.1 设备应能适应单相220VAC/三相380VAC，+15%/-10%，50Hz的电网环境。 6.3.2 交流控制电源应采用滤波器/隔离变压器，减少控制部分受供电电源的干扰。 6.3.3 直流控制电源，选用开关电源，提高系统的工作稳定性。 6.3.4 直流负载电源和直流控制电源必须分开设置。 6.3.5 直流电源应尽量采用常用电压值类型(5V、24V、48V)。 6.3.6 所有电源都做熔断保护。

6.3.7 大功率器件应有独立支路，独立通断开关。 6.4 EMI(电磁干扰)

6.4.1 合理布局：马达、接触器、变频器灯干扰源应与控制系统分开。 6.4.2 动力线与信号线不能再同一线槽内走线，不同束捆扎，需要隔开。 6.4.3 开关类触点应考虑增加灭弧回路。

6.4.4 脉冲线/瞬间触发器应选用双绞线或屏蔽层线，屏蔽接地。 6.4.5 缩短信号线、脉冲线。 6.4.6 选用抗干扰能力较好的器件。 6.5 设备功能

名称

要求

排列顺序颜色一致，标示按钮名，并有保护罩

自动/半自动设备应有：准备、自动、寸动、停止、复位、急停功能 调试时可设置屏蔽，并醒目提示

备注

(准备蓝-自动绿-寸动白-停止红-复位橙-急停)

触摸屏按钮

按钮功能

屏蔽功能 权限管控

清料功能 初始化完成自动清料

对损耗性工件、数据采集类必须有计数功能，且有报警提示

Cycle Time、产能、停机、修机等时间计算功能，便于统计效率

计数功能 上下裁切刀分开计数、探针

统计功能

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记录功能

报警、停机记录功能，人机可查看历史记录

可以单独运行检测/取出样品

触摸屏上要3级密码，并且能进行密码修改

有vision&电测的设备，要有校验，且不能在检测功能开启时连续自动运行 有人机屏的设备，需要在人机上有显示IO状态的画面，并有最新IO注释

所有课设置参数在人机上提供更改输入窗口

所有设备必须具有组网功能接口，并按照公司规范设置数据通讯 程序设计命名规范，格式统一

停机超过设定时间,可依据设备要求自动切断机台气源

危险操作具有一定程序保护功能

点检/取样功能 有检测的设备上

密码功能 管理员密码由Automation管控

校验功能

IO监控功能

人机设置 不同等级参数需要不同等级密码

组网功能

程序规范 有注释(供应商的设备一定要检查)

切断气源

马达&气缸条件不满足不能手动等等

防呆功能

6.6 设备功能

6.6.1 采用AUTOCAD或者EPLAN绘图软件绘制。 6.6.2 图纸更新与实际布局接线一致。

6.6.3 图纸设计严格参照标准化图库和标准符号绘制。

7 接线规范

7.1 元器件

7.1.1 所有元器件布局与图纸一致。

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Document No.(文件编号)： Rev.(版本):A Page 5 of 8 7.1.2 所有元器件安装方式可靠，且固定无误。无悬吊。 7.1.3 继电器有卡口类保护装置。 7.2 柜内接线

7.2.1 导线端不能裸露，导线节点要压接专用接线端子，不得直接和端子板或元件连接。 7.2.2 接线端子板的同一端子位置，最多接3根电缆。 7.2.3 接线端子板要预留10%以上备用端子。 7.2.4 电气配线应有标号，并与图纸一致。

7.2.5 同一电缆两端的标号必须相同，接到同一端子上的电缆的标号相同。 7.2.6 导线颜色、线径选择正确。 7.2.7 重复元器件有标示分别。

7.2.8 号码管字体均匀，方向一致。与图纸标准相同。 7.2.9 整洁美观，没有飞线跳线，线槽全部盖盖板。 7.2.10 光纤束必须穿入同一颜色的气管/号码管/热缩管内。 7.3 外部接线

7.3.1 机台表面穿线孔必须装有堵线软塞。 7.3.2 活动部位的线缆必须采取防护措施。

7.3.3 设备线路移动部分比较长，和现场有干涩的要求采用吊环布线或坦克链。 7.3.4 强弱点走线要分开，避免同束捆扎。

7.3.5 每个sensor都有号码管，元器件都贴有标识。 7.3.6 人机部分按钮指示灯分布正确且有标识。 7.3.7 线缆长度做一定预留，但不过分长。

8 安全性设计

8.1 电路安全

8.1.1 机台及表面金属件都正确的采用保护接地。保护接地横切面积不小于2.5mm²。 8.1.2 元器件表面包含接地标志的，都采用D种接地方式，接地线尽量最短。

8.1.3 地线与机壳、控制柜连接，必须加“抓垫”，防止接触不良。

8.1.4 机台有总闸开关切断电源。电路有过载/熔断保护、漏电保护，且能自动切断电源。

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Document No.(文件编号)： Rev.(版本):A Page 6 of 8 8.1.5 三相回路应考虑三相平衡。

8.1.6 机台急停按钮按下，可切断马达类动力。

8.1.7 极限开关、急停按钮、安全光栅、防护罩产用常闭接法。 8.1.8 电测(Hi-pot)线缆做好绝缘隔离。

8.1.9 高噪音高电磁辐射的器件尽量安装在柜内，且隔离。

8.1.10 活动线缆必须采用耐曲折、寿命长的柔性线缆，并留有一定预留长度。 8.1.11 机台表面线缆若有接驳线，必须采用牢固的连接方式，做两层以上绝缘处理。 8.1.12 进电源口要贴有电源电压标识，并且要带有英文字样。 8.1.13 危险性电位做好绝缘和隔离。外部接线口不能漏明线。 8.2 设备安全

8.2.1 半自动设备应采用双手启动模式。程序中只有上升沿有效。

8.2.2 对高速高惯量负载，采用启动和制动保护措施。垂直负载较大。应采用刹车马达。 8.2.3 对高温、放电、高速等危险器件或区域，做醒目提示。

8.2.4 设备上电顺序应遵循：主电路——控制电路——马达动力源顺序。

8.2.5 安全光栅、防护罩触发时，立即切断自动程序，且自动只能在其ON状态启动。 8.2.6 急停按钮按下，切断马达动力。

8.2.7 自动运行/急停状态时，所有手动画面功能失效。

8.2.8 自动运行时，人机画面不能切换，不能进行手动操作和参数修改。 8.2.9 关键程序有防呆和互锁设计，条件不满足时手动操作无效。 8.2.10 马达类必须设置速度范围，危险区域必须有位置设定范围。 8.2.11 启动、寸动类按钮为下沉式、必须有防护罩。

8.2.12 做维护和二次接线时，必须断电操作。接线完成量测电路是否正常，再上电。 8.2.13 垂直、旋转台灯气缸采用双头电磁阀，保证断电时不会突然动作。 8.2.14 报警时必须有蜂鸣器、指示灯提示，并可从人机上查看报警信息。

9 文件

9.1 设计前需要有Proposal报告，并做请技术专管审核。 9.2 完善设备规定资料，且更新至最新。 9.3 电测部分：原理图、接线图、GRR检测文件。 9.4 调机记录文件和Close Meeting报告。 9.5 所有文件及时保存至指定网络区域。 9.6 保密文件应根据要求完成。

10 培训

10.1 新机台、新器件需要对使用者做现场操作培训。 10.2 对维护者做原理培训和维护培训。 10.3 提供机台的操作手册、电气原理图等。

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11 验收

11.1 按照技术要求，逐项核对设备的各个部分是否符合要求。

11.2 检查设备是否符合安全规范。防护罩、罩盖、安全装置等是否完善。 11.3 核对文件资料数量及内容是否符合要求。图纸与实际是否一致。 11.4 通过现场试运行确认安全保护装置是否有效。 11.5 通过现场试运行确认设备各功能是否有效。

11.6 根据Test Run要求连续运转，设备应稳定，没有原则性故障。 11.7 确认培训是否完成并达到目的。 11.8 确认随机备件是否提供齐全。 11.9 接线验收。

12 附录

12.1 附录1：线缆颜色规范：

三相380V交流：U(红色)、V(蓝色)、W(绿色)；N(黑色)、E(黄绿色) 单相220V交流：L(红色)、N(蓝色/绿色)；E(黄绿色) 直流电源：正极(红色/褐色)、负极(浅蓝色)；E(黄绿色) 12.2 附录2：电流对照表与计算：

电缆电流规格表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

电缆规格 0.2以下 0.35 0.50 0.75 1.00 1.50 2.50 4.00 6.00 10.0

单位 mm² mm² mm² mm² mm² mm² mm² mm² mm² mm²

线材质 铜 铜 铜 铜 铜 铜 铜 铜 铜 铜

与线径倍率 电流(A) 功率(KW)

6 6 6 6 6 6 6 6 6 6

1.2 2.1 3.0 4.5 6.0 9.0 15 24 36 60

0.26 0.46 0.66 1.00 1.32 1.98 3.30 5.28 7.92 13.2

备注 只能用于信号线

电流计算:

1、对于单相电路而言，电机功率的计算公式是：P=IUcosφ。

相电流I=P/Ucosφ；I为相电流，它等于线电流；P为电机功率；U为相电压，一般是220V，cosφ是电机功率因素，一般取0.75。

2、对于三相平衡电路而言，三相功率电机的计算公式是：P=1.732IUcosφ。

有三相电机公功率公式可推算出线电流公式：I=P/1.732Ucosφ。P为电机功率；U为线电压，一般是380V；cosφ是电机功率因素，一般取0.75。

12.3 附录3：自动化电气接线验收标准：

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AUTOMATION设备验收表

项目名称 项目时间 类别

检查明细

元器件按图纸规定的安装条件进行安装 元器件型号、规格、数量等与图纸相符

EE负责人

至

供应商

√

验收时间

备注

元器件

动力电缆线径选择匹配

元器件牢固安装在支架或地板上，不得悬吊 继电器安装牢固(一定有卡口) 检查元器件及动力电缆有无顺坏 插头进线有固定，外部拉扯不会影响 保护接地良好、连续性OK

接线

动力线缆端子、插头安装牢固 单个端子台上接线端子不超过两个 风扇安装，应安装保护网

线槽全部盖盖板，黑色端子台有保护盖板 动力线缆，IO线缆颜色选用正确 线缆全部都有号码管标识

内部规范

号码管字体清晰、一致性OK、方向性OK 重复元器件贴有标号贴纸区分 动力线与信号线基本分开 接线整洁，没有飞线跳线 电缆与工件是否有摩擦，有无保护 机台表面线束是否或缠绕管包扎OK 接线盒固定，且标识正确 马达线缆在马达处已固定

机台外部

分离式机架/料架采用对接头，且正确连接 马达已用贴纸标识编号/名称

机台表面Sensor用号码管/贴纸正确标识 三色灯塔颜色排布顺序正确(红黄绿)

人机屏按钮颜色分布正确，并且按钮有中文，按钮不能旋转