设备电气控制系统安装工艺、测试系统以及电气控制柜的制作方法

1.本发明属于自动控制领域，具体涉及电气控制柜的安装技术和测试技术。


背景技术：

2.目前压缩空气是仅次于电力的第二大动力能源，又是具有多种用途的工艺气源，其作为一种重要的能源形式，被广泛应用于生活生产的各个环节。尤其是螺杆式的空气压缩机被广泛应用于机械、冶金、电子电力、医药、包装、化工、食品、采矿、纺织、交通等众多工业领域。随着工业的迅速发展行业需求越来越大，生产制造厂家产量连续增长，批量大，并要求效率越来越高，对生产流水线和自动化程度以及产品一次性检验试车合格率提出了越来越高的要求。
3.现有的螺杆空压机配套电气控制系统在装配时分为如下几个工序：
①
电气安装底板电气元器件的安装
→②
电气安装板二次控制回路接线
→③
电气系统一次主回路电缆线或铜排制作、装配
→④
电气系统底板与显控一体控制器间线束制作和安装
→⑤
整机外引线束的制作和安装；其中前面
①
、
②
、
③
3个工序是在电气装配车间流水线上完成，后面
④
、
⑤
2个工序是在螺杆整机装配车间流水线上完成。
4.后面
④
、
⑤
2个工序存在：1、工作繁琐，工作量大，严重影响了螺杆机整机的生产流水线装配效率，成为高效生产的瓶颈工序；2、电气工艺质量保证、电气装配工艺水平的提高和管理困难。需要在装配工艺中配备工艺水平高的工作人员进行安装和调试，耗费大量时间和精力，对于生产企业来说现有的工艺流程繁杂，各项成本都很高。
5.常规的螺杆机生产厂家整机生产工序结构大致框架为：
①
整机结构件装配
→②
液气管路装配
→③
电气控制系统装配
→④
整机通电，出厂终检测试。
6.存在螺杆机产品所有机械结构问题和电气问题都会集中在最终的整车测试时暴露，出厂终检测试时需排查和处理所有存在的问题，而电气控制系统如存在装配问题或电气元器件质量问题时，要求排查问题的人员需要具备较高的电气专业知识和综合处理解决问题的能力，对于一般的机械生产厂家而言，这种电气技术专业人员相对紧缺，而且在终检时排查所有问题存在故障面扩大的隐患，还会浪费大量的时间，甚至影响正常的销售节奏。


技术实现要素：

7.本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种新的装配工艺，保证了螺杆机生产和测试的效率和电气装配的质量。
8.一种设备电气控制系统安装工艺，包括以下步骤：
9.在电气车间装配电气控制系统的所有电气控制组件，获得电气系统部装；
10.对装配完成的电气系统部装进行电气装配接线测试、绝缘耐压测试、电气性能测试和功能参数调试；
11.将完成测试的电气系统部装嵌入安装于位于设备整机装配车间的电气控制柜，并将线束和其连接的传感器从电气控制柜引出；
12.将传感器安装于所述设备，完成安装。
13.可选的，装配电气控制组件工艺包括依次安装以下部件：主控板及电气元器件、二次控制回路、一次控制回路、显控一体式控制器、急停按钮、控制器线束、传感器线束、电磁阀线束以及其他功能线束。
14.可选的，还包括制作标准化图纸、标准化装配工艺以及标准化测试方法，根据所述标准化图纸和标准化装配工艺装配电气系统部装，根据所述标准化测试方法完成对电气系统部装的测试。
15.可选的，所述电气系统部装包含实现单独通电测试、装配合格率检验、电气性能测试、功能参数调试以及所需的所有结构和线束。
16.可选的，完成性能测试和功能参数调试的电气系统部装做入库操作，将所有完成测试的电气系统部装放入部装库；
17.获取整装指令，将所述整装指令发送至部装库；
18.在部装库调取对应型号的电气系统部装至设备整机装配车间，在设备整机装配车间将所述电气系统部装嵌入安装至电气控制柜，将线束和其连接的传感器从电气控制柜引出；
19.完成设备电气控制系统整机安装。
20.本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种电气控制系统测试系统，其测试流程在整装流程之前，具体的完成测试工艺之后，完成测试工艺的电气系统部装可以进行入库操作，待调用时再取出安装。
21.本发明还提供一种电气控制系统测试系统，用于上述的对装配完成的电气系统部装进行性能测试工艺，其包括：
22.测试台，放置已装配完成的电气系统部装；
23.测试电源控制柜，所述电源控制柜的电源输出端连接电气系统部装的电源输入端；
24.温度传感器模拟量发生器，其信号输出端与电气系统部装的温度传感器信号输入端相连；
25.压力传感器模拟量发生器，其信号输出端与电气系统部装的压力传感器信号输入端相连；
26.温度开关量输入装置，其信号输出端与电气系统部装的开关信号输入端相连；
27.压力开关量输入装置，其信号输出端与电气系统部装的开关信号输入端相连；
28.电磁阀得电信号输出装置，其信号输出端与电气系统部装的电磁阀得电信号输入端相连。
29.可选的，所述温度传感器模拟量发生器输出信号包括：排气温度传感器模拟量、螺杆机头温度传感器模拟量、电动机三相绕组温度传感器模拟量、电动机前轴承温度传感器模拟量以及电动机后轴承温度传感器模拟量；
30.所述压力传感器模拟量发生器输出信号包括：排气压力传感器模拟量、油分桶压力传感器模拟量以及主进油压力传感器模拟量。
31.可选的，还包括用电安全防护设备，所述用电安全防护设备包括：工作台面绝缘胶垫、地面绝缘胶垫、漏电进线保护开关、带电警示灯和故障警示灯。
32.可选的，测试电源控制柜包括主回路、控制回路和信号输出回路，
33.所述主回路包括电网电源接入端、进线断路器、交流接触器、电源输出端口及其连接电路，所述电源输出端连接电气系统部装的电源输入端；
34.控制回路包括分合闸按钮、急停按钮及其连接电路；
35.信号输出回路包括分合闸指示灯、合闸警示灯、故障警示灯及其连接电路。
36.本发明还提供一种电气控制柜，用于上述的已完成测试的电气系统部装嵌入安装于位于设备整机装配车间的电气控制柜工艺的电气控制柜，其包括底板和中间箱体，所述中间箱体与所述底板连接，所述中间箱体与所述底板连接一侧端设有至少一组u型槽或其他嵌入式结构。
37.本技术方案的有益效果：
38.1、本发明提供的新工艺流程减少了螺杆空压机车间整机生产线电气装配工作时间，提高了电气装配全过程的工作效率和电气装配工艺质量水平；
39.2、本技术方案将所有温度传感器模拟量测试接点、压力传感器模拟量测试节点以及电源测试节点提前进行全面测试，省去了整装车间的安装调试，节约了时间成本和人力成本。
40.而且电气部装入库前做到单独通电测试，提前检测、发现及处理电气元器件本身质量问题和装配工艺质量问题，提高产品一次性检验试车合格率，减少整机测试时间，进而提高整体生产效率。
41.3、改变传统的电气箱体过线孔穿线设计方法，在电气箱体线束出线位置根据线束波纹管规格尺寸大小在电气箱体适当位置开“u”型凹槽或其他嵌入式结构，用于电气系统部装线束嵌入式安装。在整机结构上满足电气控制系统部装的整体嵌入式安装到位。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
43.图1是螺杆机电气系统部装结构框图；
44.图2是电气控制系统测试系统结构框图；
45.图3是测试电源控制柜及连接结构框图；
46.图4是电气系统部装通电测试工艺流程实施示意图。
具体实施方式
47.下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
48.实施例1：
49.本实施例以螺杆机为例，披露一种螺杆机设备电气控制系统安装工艺，其他同类型的设备可以通用，或在无需付出创造性劳动的前提下进行简单增减步骤或模组。包括以下步骤：
50.在电气车间装配电气控制系统的所有电气控制组件，获得电气系统部装；
51.对装配完成的电气系统部装进行电气装配接线测试、绝缘耐压测试、电气性能测试和功能参数调试；
52.将完成测试和功能参数调试的电气系统部装嵌入安装于位于设备整机装配车间的电气控制柜，并将线束和其连接的传感器从电气控制柜引出；
53.将传感器安装于螺杆机设备，完成安装。
54.装配电气控制组件工艺包括依次安装以下部件：主控板及电气元器件、二次控制回路、一次控制回路、显控一体式控制器、急停按钮、控制器线束、传感器线束、电磁阀线束以及其他功能线束。
55.为了实现将设备电气控制系统安装工艺全部工序前置，还需要制作标准化图纸、标准化装配工艺以及标准化测试方法，根据标准化图纸和标准化装配工艺装配电气系统部装，根据标准化测试方法完成对电气系统部装的测试。
56.标准化图纸、标准化装配工艺和标准化测试方法具体是电气系统部装整套技术图纸和技术资料，包括电气原理图、电气接线图、电气布局图、电气线束图、电气系统部装bom清单、电气装配操作要领和质检要求、电气部装质量内检工作职责及工艺流程等，以保证实现整套电气系统部装的生产、领料、装配、布线、测试、检验等工作。
57.如图1展示了一种螺杆机电气系统部装，包括：各种线束，用于电气连接，电气柜底板及电气元器件、各温度模拟量输入回路1组、各压力模拟量输入回路1组、各温度开关量输入回路、各温度模拟量输入回路2组、各压力模拟量输入回路2组、各路加卸载电磁阀回路以及显控一体式控制器和急停按钮。
58.安装工艺为：首先将电气底板及电气元器件按照电气布局图安装到位，并在其上完成电气二次控制回路线的制作和装配，完成电气一次主回路铜排或电缆线的制作和装配；
59.电气底板及电气元器件通过引出线束，与显控一体式控制器和急停按钮完成回路制作；
60.显控一体式控制器和急停按钮通过线束引入信号直接接入显控一体式控制器的各温度模拟量输入回路2组的温度传感器回路的连接；
61.同时显控一体式控制器和急停按钮通过线束引入信号直接接入显控一体式控制器的各压力模拟量输入回路2组的压力传感器回路的连接；
62.电气底板及电气元器件通过引出线束，完成与各路加卸载电磁阀回路的控制回路连接；
63.电气底板及电气元器件通过线束引入信号接入电气柜内控制模块或接线端子的各温度模拟量输入回路1组的温度传感器回路的连接；
64.同时电气底板及电气元器件通过线束引入信号接入电气柜内控制模块或接线端子的各压力模拟量输入回路1组的压力传感器回路的连接；
65.同时电气底板及电气元器件通过线束引入信号接入电气柜内控制模块或接线端子的各温度开关量输入回路的开关量输入回路的连接；
66.通过线束完成整套电气控制系统部装所有电气元器件的连接和分布，线束包括：波纹管、线束固定夹、线束标识牌等，完成规范制作。
67.电气系统部装包含实现单独通电测试、装配合格率检验以及电气性能测试所需的所有结构和线束。
68.即电气系统部装，在电气车间装配完成后即是一个整体电气系统部装组件，具备单独通电测试、进行装配合格率检验、电气性能测试的条件。
69.完成性能测试的电气系统部装做入库操作，将所有完成测试的电气系统部装放入部装库；
70.获取整装指令，将整装指令发送至部装库；在部装库调取对应型号的电气系统部装至设备整机装配车间，在设备整机装配车间将电气系统部装嵌入安装至电气控制柜，将线束和其连接的传感器从电气控制柜引出；完成设备电气控制系统整机安装。
71.将所有完成电气系统部装测试的合格部件入库，节约了传统工艺中需要根据螺杆机车间的生产进度进行一一匹配的繁杂工序；通过直接将合格产品调出并安装的工序节约了整个装配、调试过程；整体的生产工艺更加有序、稳定，不会出现工序上的断层。
72.如图2所示，披露一种电气控制系统测试系统，完成电气系统部装的通电测试流程，其包括：
73.测试台，放置已装配完成的电气系统部装；其包括有电气底板放置台，用于固定电气底板。
74.测试电源控制柜，电源控制柜的电源输出端连接电气系统部装的电源输入端；
75.温度模拟量信号模拟仪器，其信号输出端与电气系统部装的温度传感器信号输入端相连；
76.压力模拟量信号模拟仪器，其信号输出端与电气系统部装的压力传感器信号输入端相连；
77.温度开关量信号模拟仪器，其信号输出端与电气系统部装的开关信号输入端相连；
78.压力开关量信号模拟仪器，其信号输出端与电气系统部装的开关信号输入端相连；
79.电磁阀得电信号输出装置，其信号输出端与电气系统部装的电磁阀得电信号输入端相连。
80.所述温度传感器模拟量发生器输出信号包括：排气温度传感器模拟量、螺杆机头温度传感器模拟量、电动机三相绕组温度传感器模拟量、电动机前轴承温度传感器模拟量以及电动机后轴承温度传感器模拟量；所述压力传感器模拟量发生器输出信号包括：排气压力传感器模拟量、油分桶压力传感器模拟量以及主进油压力传感器模拟量。
81.具体的，温度传感器模拟量发生器输出信号根据不同的产品可选择的配置有：环境温度传感器模拟量、一级排气温度传感器模拟量、二级排气温度传感器模拟量、一级螺杆机头温度传感器模拟量、二级螺杆机头温度传感器模拟量、电动机a相绕组温度传感器模拟量、电动机b相绕组温度传感器模拟量、电动机c相绕组温度传感器模拟量、电动机前轴承温度传感器模拟量以及电动机后轴承温度传感器模拟量；
82.模拟量信号模拟仪器输出信号包括排气压力传感器模拟量、油分桶压力传感器模拟量以及主进油压力传感器模拟量。具体的，压力传感器模拟量发生器输出信号根据不同的产品可选择的配置有：一级排气压力传感器模拟量、二级排气压力传感器模拟量、油分桶
压力传感器模拟量以及主进油压力传感器模拟量。
83.具体的测试系统的安装流程如下：
84.将电气底板及电气元器件按要求放置在电气底板放置台上，显控一体式控制器和急停按钮放置在相应固定台上对应位置固定；
85.各温度模拟量输入回路1组对应的线束以及各温度模拟量输入回路2组对应的线束，分别与各温度模拟量信号模拟仪器一一对应接插相连；
86.各压力模拟量输入回路1组对应的线束，各压力模拟量输入回路2组对应的线束，分别与各压力模拟量信号模拟仪器一一对应接插相连；
87.各温度开关量输入回路对应的线束，分别与各温度开关量信号模拟仪器一一对应接插相连；
88.同理，外部故障检测输入按钮、其他信号输入端子、开关量输出功能指示灯分别接入电气控制系统部装相应接触件。
89.通过测试电源控制柜给电气控制系统部装内电源进线接线端子接入控制系统相应电压等级电源，电源包括但不限于三相ac220v、ac380v、ac440v、ac690v和ac1140v。
90.测试系统还包括用电安全防护设备，用电安全防护设备包括：工作台面绝缘胶垫、地面绝缘胶垫、漏电进线保护开关、带电警示灯和故障警示灯。结合工厂用电安全须知对操作人员进行安全用电和测试流程培训，以保证操作人员用电安全。
91.其中，测试电源控制柜包括主回路、控制回路和信号输出回路，
92.主回路包括电网电源接入端、进线断路器、交流接触器、电源输出端口及其连接电路，电源输出端连接电气系统部装的电源输入端；
93.控制回路包括分合闸按钮、急停按钮及其连接电路；
94.信号输出回路包括分合闸指示灯、合闸警示灯、故障警示灯及其连接电路。
95.如图3所示，由工厂电力电网变压器电源出线柜输出后通过电源接入端引进控制系统相应的回路电源，通过漏电保护进线断路器、交流接触器、电源输出端子与螺杆机电气控制系统部装电源进线端子对接，将电源引入。
96.通过分合闸按钮实现对交流接触器的分合闸动作控制，急停按钮起到紧急情况分闸交流接触器的作用，急停按钮放置于操作人员操作最为方便的地方方便操作。
97.电源指示灯、分合闸指示灯和故障警示灯用于提示螺杆机测试系统测试电源控制柜的工作状态，合闸警示灯起到工作警示作用。
98.给电气系统部装送电的操作，连接好电源进线端子，检查各电路连接情况，确认无误后按下合闸按钮，交流接触器线圈得电，主触点合闸动作，合闸指示灯亮，合闸警示灯亮，电源输出端子电源输出；
99.测试完毕，按下分闸按钮，交流接触器线圈失电，主触点分闸动作，合闸指示灯熄灭，合闸警示灯熄灭，电源输出端子断开电源电压输出。
100.紧急情况时按下急停按钮，交流接触器线圈失电，主触点分闸动作，合闸指示灯熄灭，合闸警示灯熄灭，电源输出端子断开电源电压输出。
101.实施例3：
102.一种电气控制柜，用于完成实施例1中的将已完成测试的电气系统部装嵌入安装于位于设备整机装配车间的电气控制柜工艺的电气控制柜，其包括底板和中间箱体，中间
箱体与底板连接，中间箱体与底板连接一侧端设有至少一组u型槽或其他嵌入式结构。
103.其改变传统的电气箱体过线孔穿线设计方法，在电气箱体线束出线位置根据线束波纹管规格尺寸大小在中间箱体适当位置开“u”型凹槽或其他嵌入式结构，用于电气系统部装线束嵌入式安装，引出线至各控制、传感器元器件，线束卡扣通过捆扎固定孔固定线束，在整机结构上满足电气控制系统部装的整体嵌入式安装到位。
104.实施例4：
105.如图4所示为一种电气系统部装通电测试工艺流程实施示意图，检查电气部装工艺质量的合格性，及是否存在工艺不合格现象。该工艺流程实施在螺杆机整机系统安装之前。其包括以下步骤：
106.步骤1，上电前检查，若检查合格，进入步骤2；若有不符合项，整改后进入步骤2；
107.步骤2，检测进线端子绝缘及耐压，若检测合格，进入步骤3；若不符合要求，执行以下步骤：
108.步骤2.1，检查检测方法是否按照实施例1所披露的标准化测试方法执行，若是进入步骤2.2，若否，按照标准化测试方法重新检测；
109.步骤2.2，检测工具、仪器是否有问题，若是，更换检测工具重新检测；若否，进入步骤2.3；
110.步骤2.3，检测端子本身是否存在问题，若是，更换进线端子重新检测；
111.步骤3，完成步骤1和步骤2后电气系统部装上电：
112.步骤4，检查相序是否错误，若无误，则进入步骤5；若有误，关掉进线电源，更换任意两相进线电源，重新送电，确认无误后再进入步骤5；
113.步骤5，启动，检查动作是否正常，正常则进入步骤6，若接触器、加载电磁阀动作不正常，检查线路，找出问题重新接线直到运行正常后进入步骤6；进入步骤6之前，需进行两次启动操作，保证完全正常才进入下一步；
114.步骤6，按急停按钮检查是否能紧急停机，若能，进入步骤7；若不能，检查急停回路线路重新接线知道正确，进入步骤7；
115.步骤7，分别测试1)复位急停按钮，重新运行；2)模拟温度信号，看风机运行；3)超温报警等故障是否显示正确，若正确，则进入步骤8；若不正确，检查线路找出问题，重新接线直到运行正常后，进入步骤8；
116.步骤8，检测完毕，入库；
117.其中，加载、卸载状态是否正常待整机时测试。
118.此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。