导轨是工业控制面板的骨干。所有部件都安装在其上,包括可编程逻辑控制器(PLC)、继电器、接线端子排、断路器和电源。图 1 展示了作者工作台上一个已装配的面板。
关键要点
- 除非组件数据手册另有规定,否则请使用 35 毫米顶帽型导轨(TS 35)。
- 在最高组件与线槽之间留出 1–2 英寸(25–50 毫米)的间距。
- 安装端部支架以防止模块从导轨上滑脱。
- 对每一段切割后的导轨进行去毛刺处理,以防损坏导线和造成人身伤害。
- 不要假设导轨已接地——如果需要接地,请明确对其进行搭接。
位置 :集成它 → 面板构造。
难度:
工程师 — 难度等级说明
最后更新:2026 年 3 月 6 日
图 1 :工作台图像——装有端止件、配电块和电子断路器的已装配导轨。
导轨基本事实
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型材:存在三种型材——顶帽型(Ω 形)、C 型和 G 型。顶帽型是最常见的型材。G 型和 C 型属于旧式型材,日益罕见。作为证据,请参考 DigiKey 目录,截至 2026 年 3 月 5 日,其 1986 种产品中有 1576 种为顶帽型。顶帽型导轨的普及程度反映在Weidmüller TSLD 5 导轨切割器的设计中,如图 2 所示。DigiKey 目录数据加上该工具的结构强烈表明,深型(15 毫米)和浅型(7.5 毫米)顶帽型导轨已成为事实上的标准。
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材料:大多数应用中使用钢材。铝材也很常见。DigiKey 还提供少量不锈钢、铜和塑料材质的导轨。
常见导轨尺寸
常见的导轨尺寸可由Weidmüller工具切割。从右向左移动的导轨标识如下:
- TS 35/7.5 mm,符合 EN 50022;t = 1.0 mm
- TS 35/15 mm,符合 EN 50022;t = 1.5 mm
- TS 32 mm,符合 EN 50035;t = 1.5 mm
- TS 15/5.5 mm,符合 EN 50045;t = 1.0 mm
- 铜接地排 10 mm x 3 mm
我们将此数据解释为:
- TS:表示安装导轨(德语 Tragschiene)。
- 35:表示宽度为 35 mm。
- 7.5:表示深度为 7.5 mm。
- t = 1.0:表示材料厚度为 1.0 mm。
注意:EN 50022 等标准已被 IEC 60715 取代。
35 mm 顶帽型导轨作为事实标准
实际上,35 mm 顶帽型导轨是事实上的标准。几乎所有用于面板安装的产品都默认采用 35 mm DIN 导轨。除非元件数据手册另有说明,否则这是默认配置。
图 2 :Weidmüller TSLD 5 DIN 导轨切割工具的图片。
模块宽度—规划您的导轨
与预期相反,安装在 DIN 导轨上的模块并没有标准宽度。示例如图 3 所示。从左到右,模块宽度分别为 17.7、12.4 和 14.9 mm。图 1 中所示的 PLC 宽度为 130 mm。
DIN 导轨长度是面板构建中的主要约束条件。这些小型模块会迅速累积占用空间。通常,拥挤的面板难以构建和维护。它们会使未来的修改变得困难。
图 3 :此图像中的每个模块具有不同的宽度。
计划包含端部支架
端部支架可防止组件从导轨末端滑脱。它们并非可选,尤其是在高振动环境中——继电器在凌晨 3 点从导轨末端滑落是一种真实的故障模式。它们对于小型学生(培训)项目也很重要:如果小型 PLC 从导轨上掉落,可能会遭到损坏。端部支架的一个示例是如图 4 所示的Weidmüller AEB 35 SC/1。
间隙
在导轨上方和下方留出足够的空间以便布线。该间隙取决于安装在导轨上的组件以及线槽的间隙要求。这些组件的相对尺寸如图 1 所示。作为经验法则,请在最高组件与线槽之间留出一到两英寸的空间。
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过于紧凑会导致安装期间的线缆管理成为问题,并在故障排除时变成噩梦。
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过于分散则会使布线显得杂乱无章。较大的无支撑跨度也容易受到振动影响。最后,这会增加成本,因为面板可能因应用需求而过大——当然,我们应预留一些扩展空间。毕竟,工业设备的使用寿命是以数十年为单位的。系统集成商可能需要在几十年后更换 PLC。
注意:还可能存在热方面的考虑因素。请务必查阅数据手册,了解推荐的上下及左右间隙。
图 4 :工作台图像——导轨安装于背板,已安装端部支架,可见布线空间。
标准长度与定制选项
某些供应商提供“标准”长度的 DIN 导轨,例如 1 米或 2 米。DigiKey 提供多种预切割长度,为您节省自行切割导轨的时间和精力。例如,如果您需要 20 英寸的长度,DigiKey 提供 30 种不同规格供您选择。
如何自行切割
钢锯即可胜任。冷切切割机更快且切口更整洁。角磨机在紧急情况下可用,但会留下粗糙边缘,可能割伤手部并在日后钩挂电线。此处“钩挂”指绝缘层受损。这是一种潜在故障,可能立即显现,也可能在多年后以短路形式出现。
切割后务必去毛刺。此步骤不可省略——导轨端部的锋利边缘迟早会划伤您的手腕。
DIN 导轨不具备结构承载功能
DIN 导轨并非“悬浮”安装——它需通过导轨底座槽孔用螺钉固定于钢板背板上。载荷由背板承担。若仅在两端卡扣固定的导轨过载,会导致其弯曲,进而使组件逐渐松动。
DIN 导轨提供带槽和无槽两种规格。对于电机启动器等重载应用,宜选用符合 EN 50022 标准、厚度 t = 1.5 mm 的无槽 TS 35/15 mm 导轨,例如Phoenix 电气型号 1201714。安装人员需根据具体载荷钻孔并布置间距合适的螺栓。此做法前提是背板具备足够的强度及适配该载荷的安装条件。
我所服役的船舶因振动问题对控制面板尤为严苛。但需注意,即便是固定式面板也必须能够承受运输至施工现场过程中的冲击。
DIN 导轨不可用作接地导体
人们常倾向于将 DIN 导轨用作系统接地。毕竟它是钢材,贯穿整个面板长度,且所有部件均与其接触。但除非您使用专用接地端子将其有意可靠连接至接地系统,否则它在电气上处于悬浮状态。
工业配电箱内的接地分配超出本文讨论范围。不过,笔者建议以Siemens ET 200SP 为例,进一步拓展您的相关知识。
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图 5 展示了 ET 200SP 基座单元的接地弹簧结构。这些部件将与 DIN 导轨形成电气接触。
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图 6 展示了一个典型控制柜的接地情况。请注意,使用一根独立的导线将 DIN 导轨连接至接地汇流排。另有一根导线连接至模拟量模块的电缆屏蔽层。市面上提供专门用于将导线连接至 DIN 导轨(咬合导轨)的端子排。例如Weidmüller型号 2674560000。这些接地端子块易于识别,因为其本体采用旋纹绿/黄色塑料制成。
综合来看,这些图像表明接地是一个复杂主题,涉及电源和模拟信号两方面。去与一位经验丰富的控制工程师交谈吧,我敢打赌他们会有这样的故事:为排查接地环路而奔波,最终却发现系统的某部分接地不当。
将控制柜视为一块超大的印刷电路板来思考是有帮助的。许多接地的行业技巧可以相互借鉴。例如,考虑我所进行的这项实验,用以模拟控制柜内的接地环路。一个简单的导线环路就足以产生强干扰,导致我用于测量电磁干扰(EMI)的测试设备复位。
切勿依赖金属背板来建立接地连接。
图 5 :Siemens ET 200 SP 基座单元的接地连接图片。
图 6 :Siemens ET 200SP 系统的接地导线连接。
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