文件名称：自动化电气设计规范
Revision No.(版本) Revision History(变更内容) Responsibility(责任者) Date(日期)
新建 罗强巴 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 型号 规格
PLC OMRON/MITSUBISHI CP、CJ/FX、Q 系列
HMI 触摸屏 Pro-face GC4408
伺服电机 Panasonic A5,20 位编码器
步进电机 Orient 东方
LeiSai 雷塞
DD motor 横河
调速电机 东历/东方/松下
减速机 东历/东方/松下
断路器 施耐德/ABB/正泰
接触器 施耐德/ABB/正泰
Prepared By:
编写:
Reviewed By:
核对:
Document System By:
文件系统:
Approved By:
批准:
品名 型号 规格 温度控制器&计时器 OMRON
继电器 OMRON
固态继电器 FOTEK/Omron
光电/光纤 Sensor Omron/Sunx/Keyence/瑞科
按钮 天逸
安全光栅 Omron/Sunx/Keyence/瑞科
线缆 符合国际标准
滤波器 上海埃德
三色灯 天逸
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。
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 备注
触摸屏按钮 排列顺序颜色一致，标示按钮名，并有保
护罩
(准备蓝-自动绿-寸动白-停止红-复 位橙-急停)
按钮功能 自动/半自动设备应有：准备、自动、寸
动、停止、复位、急停功能
屏蔽功能 调试时可设置屏蔽，并醒目提示 权限管控
清料功能 初始化完成自动清料
计数功能 对损耗性工件、数据采集类必须有计数功
能，且有报警提示 上下裁切刀分开计数、探针
统计功能 Cycle Time、产能、停机、修机等时间计 算功能，便于统计效率
记录功能 报警、停机记录功能，人机可查看历史记 录
点检/取样功能 可以单独运行检测/取出样品 有检测的设备上
密码功能 触摸屏上要3 级密码，并且能进行密码修
改 管理员密码由Automation 管控
校验功能 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
IO 监控功能 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
人机设置 所有课设置参数在人机上提供更改输入
窗口 不同等级参数需要不同等级密码
组网功能 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
程序规范 程序设计命名规范，格式统一 有注释(供应商的设备一定要检查)
切断气源 停机超过设定时间,可依据设备要求自动
切断机台气源
防呆功能 危险操作具有一定程序保护功能 马达&气缸条件不满足不能手动等
等
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。
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。
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。
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 电缆规格 单位 线材质 与线径倍率 电流(A) 功率(KW) 备注
1 0.2 以下 mm² 铜 6 1.2 0.26 只能用于信号线
2 0.35 mm² 铜 6 2.1 0.46
3 0.50 mm² 铜 6 3.0 0.66
4 0.75 mm² 铜 6 4.5 1.00
5 1.00 mm² 铜 6 6.0 1.32
6 1.50 mm² 铜 6 9.0 1.98
7 2.50 mm² 铜 6 15 3.30
8 4.00 mm² 铜 6 24 5.28
9 6.00 mm² 铜 6 36 7.92
10 10.0 mm² 铜 6 60 13.2
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：
AUTOMATION 设备验收表
项目名称 EE 负责人
项目时间 至 供应商
验收时间
类别 检查明细 √ 备注
元 器 件
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 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
接 线
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
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
内部规范
动力线缆，IO 线缆颜色选用正确 线缆全部都有号码管标识
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
机台外部
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
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
