一、柜體結構與基礎框架

• 柜體本體：通常采用冷軋鋼板（1.5~2.5mm 厚）或不銹鋼（耐腐蝕場景），表面經磷化、靜電噴涂處理，具備防銹、抗沖擊特性；
• 防護設計：根據環境需求設計防護等級（如 IP54 防塵防濺、IP65 防水），柜門配密封條，底部設電纜進線孔（帶密封接頭）；
• 內部布局組件：包括安裝橫梁、導軌（DIN 導軌，用于固定 PLC、繼電器等）、端子排支架、接地排（銅質，確保可靠接地）等，優化空間利用與布線便捷性。

二、核心控制單元

• PLC 主機：核心控制器，包含 CPU 模塊（處理數據、執行程序）、存儲器（存儲用戶程序與數據）、內置 I/O 接口（小型 PLC 集成，大型 PLC 需擴展）；主流品牌如西門子 S7 系列、三菱 FX/Q 系列、施耐德 M340 等；
• 功能擴展模塊：根據需求增加的專用模塊，如：
  • 模擬量 I/O 模塊（處理溫度、壓力等連續信號）；
  • 運動控制模塊（控制伺服電機、步進電機的速度與位置）；
  • 高速計數模塊（采集編碼器等高頻信號）；
  • PID 調節模塊（用于恒壓、恒溫等閉環控制）。

三、電源與供電系統

• 主電源開關：380V/220V 交流總開關（斷路器），用于控制柜整體斷電與短路保護；
• 控制電源模塊：將 AC 220V 轉換為 DC 24V（或其他低壓），為 PLC、傳感器、繼電器等弱電元件供電，內置過壓、過流保護；
• 冗余電源（可選）：關鍵場景（如化工、醫療）配置雙電源模塊，自動切換保障不間斷供電；
• 隔離變壓器（可選）：減少電網干擾，為敏感元件（如 PLC、HMI）提供純凈電源。

四、輸入 / 輸出（I/O）與信號處理組件

• 輸入模塊：接收外部信號并傳輸給 PLC，包括：
  • 數字量輸入模塊（接按鈕、限位開關、接近開關等開關量信號）；
  • 模擬量輸入模塊（接溫度傳感器、壓力變送器、流量計等連續信號，通過 A/D 轉換為數字信號）；
• 輸出模塊：將 PLC 的控制指令傳遞給執行器，包括：
  • 數字量輸出模塊（驅動繼電器、電磁閥等開關設備）；
  • 模擬量輸出模塊（輸出 4-20mA/0-10V 等信號，控制變頻器、調節閥等）；
• 信號隔離器：隔離強弱電信號，抑制電磁干擾（EMI），保護 PLC 模塊免受外部電壓沖擊。

五、執行與保護裝置

• 繼電器 / 接觸器：
  • 繼電器：將 PLC 輸出的弱電信號（DC 24V）轉換為強電信號，驅動小型設備（如指示燈、電磁閥）；
  • 接觸器：直接控制大功率設備（如三相電機），通過 PLC 輸出信號控制其線圈通斷；
• 保護元件：
  • 空氣開關 / 熔斷器：分斷短路、過載電流，保護電機、電纜等；
  • 熱繼電器：監測電機電流，過載時自動斷開，防止電機燒毀；
  • 浪涌保護器（SPD）：吸收雷擊或電網浪涌電壓，保護 PLC 及精密元件；
  • 急停按鈕與安全聯鎖：緊急情況下切斷控制回路，保障人員與設備安全。

六、人機交互與監控設備

• HMI（人機界面）：觸摸屏或文本顯示器，實時顯示設備狀態、運行參數、報警信息，支持手動輸入參數（如設定溫度、速度）、切換工作模式；
• 指示燈與按鈕：柜體面板安裝運行燈（綠色）、故障燈（紅色）、手動 / 自動切換按鈕等，直觀反饋系統狀態；
• 蜂鳴器 / 報警器：異常時發出聲光報警，提示操作人員處理。

七、通信與聯網模塊

• 通信模塊：支持工業總線或以太網協議，如 Modbus、Profinet、EtherCAT、TCP/IP 等，用于 PLC 與上位機（SCADA、MES）、其他控制柜或云端平臺的通信；
• 交換機 / 路由器（可選）：在分布式控制系統中，實現多設備聯網與數據交換。

八、輔助設施

• 散熱系統：風扇（自然通風不足時）、工業空調（高溫環境），控制柜內溫度（通常 0~55℃），防止元件過熱；
• 線槽與線纜：阻燃線槽整理強弱電線纜（強電走底部，弱電走頂部，避免干擾），專用電纜（如屏蔽線、耐高溫線）確保信號穩定傳輸；
• 標識系統：端子排編號、線纜標簽、元件銘牌，便于安裝、調試與維護。

總結