端子块布线自动化需要先进的连接器

自动化、电气化和数字化方面的投资依赖于可靠的电力。然而，手动布线控制柜的复杂性和人为错误的可能性会导致整个过程效率低下且非常耗时。要提高可靠性和控制柜制造商的盈利能力，就必须实现连接布线自动化或至少简化连接布线。

控制柜制造商和产品设计师必须考虑电气互连和相关制造工艺的复杂性，以及电气触头的长期行为和可靠性要求。控制柜的核心部件是用于连接和控制电气系统中的电线的端子块。它们通常采用行业标准 DIN 导轨，对于布置和测试布线和组件不可或缺。

控制柜对各种工业和商业建筑应用至关重要。它们必须满足不同的功率要求，并隔离发热和易产生噪声或振动的组件。有些控制柜可能装有可编程逻辑控制器和传感器，并经常会将数据通信线路与电气线路混合在一起。

产品设计师需要尽可能将更多的组件（从信号装置到电源）塞进控制柜，而控制柜的占用空间却有严格的限制，通常还必须耐受恶劣的环境条件。控制柜施工的安装工作必须越来越快，最好还能实现自动化，这样才能提高生产率和盈利能力，但端子块连接应永久可靠、安全且易于维护。

为了满足未来的需求，这些控制柜必须能够进行现场升级，并且还要能适应新的布线和技术方案。简单高效的布线是提高控制柜设计、装配、安装以及最终的机器人装配效率的首要因素。

改进端子块

布线连接必须可靠、安全且易于维护，但控制柜布线可能会非常复杂且耗时。据机床与制造单元控制工程研究所 (ISW) 的一项研究估计，平均每个控制柜包含 500 根电线，布线平均需要 54 个小时，其中 56% 的时间用于切割、添加连接器和压接。

端子块简化了布线过程，并使得控制柜内模块的布置和重新布置更加简单。但是，许多生产商和客户仍然主要依靠人工来完成端子块的连接，他们使用以下三种连接方式之一来固定导线：

• 螺纹连接，通过压线框或螺栓连接。这些方式特别适合导线横截面较大的连接，它们成熟可靠，但可能需要定期拧紧。过度拧紧有可能损坏布线。
• 弹簧连接，只需将剥皮的实心导体插入一个自锁、弹簧激活的张力夹紧点。不过，这种方式需要插入工具才能打开夹紧点。
• 推入式连接，这种方式是对弹簧激活张力夹紧连接方式的改进，便捷性和接触可靠性更高。装配人员和安装人员可以使用带压接线箍的剥皮细绞线导体或实心导体，无需使用工具即可将其插入夹紧点。除了经常使用线箍外，打开夹具取下导体仍然需要使用工具。

SNAP IN 连接方案

Weidmüller 提供的另一种方案是 SNAP IN 连接，超越了推入式连接。该公司的 Klippon Connect SNAP IN 端子块可实现更简单、更快速、更安全和更高效的电气连接。这项技术可将端子块的连接时间最多缩短 50%，甚至支持全自动布线过程。

即使是柔性导线，也无需线箍或工具即可连接。SNAP IN S 系列直通和保护接地 (PE)/接地端子块配有预紧弹簧，无需进一步准备即可将剥皮电线快速、安全地插入夹紧点。与夹紧点接触时会发出清晰的“咔嗒”声，绿色推杆会升起，以便于进行视觉确认。导线的可靠接触可确保电线连接不受振动影响，并且还具有气密性和稳定性。

使用 SNAP IN 端子块时，只需按下推杆，导线就能快速松开，同时还会预压夹紧点，以便后续插入。通过减少电线准备工作，生产商可缩短布线时间，提高安装过程的效率。

SNAP IN 端子块的导线连接杆已经打开，可以插入剥皮连接器，其上的专利夹紧机构会自动闭合。这样导线与母线之间的接触力就会非常大，可确保安全、自锁、永久的连接。

如果需要保护剥皮导线末端，制造商和安装人员可以使用超声波焊接或压接线箍。标准化测试点可实现测试和检查流程自动化。

根据 IEC 61373/10.2011，正确插入的 SNAP IN 连接长期稳定，适合易受振动和冲击影响的区域。无需进行后续检查或调整。此外，即使在 -40°C 至约 +120°C 的极端温度范围内，SNAP IN 连接也不会出现故障。

SNAP IN 端子块“随时可用于机器人”，并且采用优化设计，可直接与机器人系统连接。自动化端子块连接可防止生产错误、加快工作流程并降低成本。

SNAP IN S 系列端子块已针对自动化激光打标进行了优化，从而能够进一步缩短生产时间。

SNAP IN S 系列选件

直通式端子块适合接合或连接一根或更多导线。它们可以有一个或多个处于同一电位或相互绝缘的连接层。

Weidmüller SNAP IN S 系列直通式端子块提供具有 2、3 或 4 个接点的单层版本。图 1 显示了 2 接点 2674530000 和 4 接点 2753960000。还提供 3 接点 2753950000。每个端子块可容纳最大横截面积为 2.5 mm²、美国线规 (AWG) 标准 14-20 的导线。

图 1：左侧是 2 接点单层 2674530000 直通式端子块连接器，右侧是 4 接点单层 2753960000。（来源：Weidmüller）

Weidmüller 还提供多层堆叠式连接器，这些连接器可在紧凑的空间内容纳更多导线，其中包括 4 接点 2902380000（图 2）。

图 2：4 接点双层 2902380000 直通式端子块连接器。（来源：Weidmüller）

保护接地 (PE)/接地端子块是一种直通式端子块，可为安装点提供可靠的接地连接。这些端子块有一个或多个触点，用于与保护接地导线相连和/或形成分支。

Weidmüller SNAP IN S 系列的 PE 版本包括单层 2 接点 2674560000 和多层 4 接点 2902460000（图 3）。

图 3：4 接点双层 2902460000 PE 端子块连接器。（来源：Weidmüller）

端子块布线还需要端板，如 Weidmüller 2751080000。该端板安装在端架前最后一个模块化端子的开口侧，用于确保实现模块化端子的功能和规定的额定电压，以及防止与带电部件接触。

总结

随着电气化和自动化步伐的加快，简单高效的布线成为满足电气控制柜需求的关键。Weidmüller SNAP IN 技术的自行连接机构采用更易于装配和维护的端子块连接器，这些连接器可以更方便地进行重新配置，并且设计经过优化，支持机器人辅助装配，因此可提高生产率。