【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 擬量輸入，沒(méi)有模擬量輸出的系統(tǒng)中，一般要對(duì)模擬量信號(hào)作數(shù)據(jù)傳送，數(shù)據(jù)濾波和比較運(yùn)算等操作。估算時(shí)可為每路模擬量準(zhǔn)備100個(gè)存儲(chǔ)器字，在既有模擬量輸入又有模擬量輸出的系統(tǒng)中，一般要對(duì)模擬量作閉環(huán)控制，涉及的運(yùn)算相當(dāng)復(fù)雜，需要的用戶存儲(chǔ)器比只有模擬量輸入時(shí)要多一些，估算時(shí)可為每路模擬量準(zhǔn)備200個(gè)存儲(chǔ)器字，當(dāng)模擬量路數(shù)較少時(shí)，應(yīng)將系統(tǒng)適當(dāng)增大，反之則應(yīng)將系統(tǒng)適當(dāng)減小。由于本人編程水平有限，在考慮存儲(chǔ)器的容量時(shí)，多留了一些裕量。在自動(dòng)測(cè)量，自動(dòng)存儲(chǔ)和對(duì)系統(tǒng)補(bǔ)償?shù)日?chǎng)合，對(duì)存儲(chǔ)器的要求是很大的，有時(shí)甚至要求可編程序控制器有十幾K字的甚至幾十K字的存儲(chǔ)容量。在選擇可編程序控制器的型號(hào)是不應(yīng)盲目追求過(guò)高的性能指標(biāo)，在I/O點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量方面應(yīng)留有一定的裕量。作為單機(jī)小規(guī)模控制使用的場(chǎng)合，由于工藝簡(jiǎn)單、程序固定，多數(shù)使用EPROM存儲(chǔ)器或EPROM+RAM存儲(chǔ)器。對(duì)于大、中規(guī)模的可編程序控制器，往往用于工藝比較復(fù)雜且多變的場(chǎng)合，程序改變較多，因此一般都使用CMOS RAM存儲(chǔ)器，且有后備電池，以便關(guān)機(jī)時(shí)存儲(chǔ)信息。存儲(chǔ)器的選擇有兩種方法：一種是根據(jù)編程實(shí)際使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)計(jì)算，這種方法可精確地計(jì)算出存儲(chǔ)器實(shí)際使用容量，缺點(diǎn)是要編完程序之后才能計(jì)算；另一種方法，也是我們常用的方法是估算法，用戶可根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，按下面給出的公式進(jìn)行估算。代替繼電器： M=Km[(10*DI)+(5*DO)] （51）模擬量控制： M=Km[(10*DI)+(5*DO)+(100*AI)] （52）多路采樣控制： M=Km{[(10*DI)+(5*DO)+(100*AI)]+[1+采樣點(diǎn)*]} （53）需開關(guān)量控制：M=I/O點(diǎn)數(shù)*8 （54）式中，DI—數(shù)字（開關(guān)量）輸入信號(hào) DO—數(shù)字（開關(guān)量）輸出信號(hào) AI—模擬量輸入信號(hào) Km—每個(gè)節(jié)點(diǎn)所占有存儲(chǔ)器字節(jié)數(shù) M—存儲(chǔ)器容量（三）可編程序控制器物理結(jié)構(gòu)及控制方式的選擇根據(jù)物理結(jié)構(gòu)，可以將可編程序控制器分為整體式和模塊式。整體式每一I/O點(diǎn)的平均價(jià)格比比模塊式的便宜，小型控制系統(tǒng)一般使用整體式可編程序控制器。模塊式的可編程序控制器的功能擴(kuò)展方便靈活，I/O點(diǎn)數(shù)的多少、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、I/O模塊的種類和塊數(shù)等的選擇，比整體式可編程序控制器靈活的多，模塊式可編程序控制器還具備多種特殊I/O模塊供用戶選用，可完成各種特殊的控制任務(wù)，在判斷故障范圍和維修時(shí)更換模塊等也很方便。因此較復(fù)雜，要求較高的系統(tǒng)一般采用模塊式可編程序控制器。系統(tǒng)如有模擬量閉環(huán)控制、快速響應(yīng)、高速計(jì)數(shù)、通信聯(lián)網(wǎng)和運(yùn)動(dòng)控制等特殊要求，可以選用有相應(yīng)特殊I/O模塊的可編程序控制器計(jì)數(shù)，也可以選用內(nèi)置相應(yīng)功能的整體式可編程序控制器?？刂品绞娇煞譃楠?dú)立式、集中式和分布式等，而在本次輸煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用了兩臺(tái)PLC控制，按其所要完成的任務(wù)，設(shè)計(jì)中采用的是集中式控制方式。（四）CPU的能力CPU的能力是可編程序控制器最重要的性能指標(biāo)，也是機(jī)械選擇時(shí)首要考慮的問(wèn)題。實(shí)際上I/O點(diǎn)數(shù)，響應(yīng)速度和軟件功能都屬于CPU的能力，后面分點(diǎn)提出，這里只說(shuō)明除此之外的CPU能力。可編程序控制器的CPU能力還應(yīng)包括處理器的個(gè)數(shù)，根據(jù)處理器的個(gè)數(shù)和位數(shù)就可粗略了解該可編程序控制器的基本特征；CPU的存儲(chǔ)器的性能，存儲(chǔ)器是存放程序和數(shù)據(jù)的地方，從使用角度考慮存儲(chǔ)器的性能主要是可供用戶使用的存儲(chǔ)器能力。它應(yīng)包括存儲(chǔ)器的最大容量，可擴(kuò)展性，存儲(chǔ)器的種類。存儲(chǔ)器的容量選擇在下一點(diǎn)將單獨(dú)提出，存儲(chǔ)器擴(kuò)展性和種類多少則體現(xiàn)了系統(tǒng)構(gòu)成的方便和靈活；中間標(biāo)志，計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器的能力，這一性能實(shí)際上也體現(xiàn)了軟件功能。中間標(biāo)志的多少和類型對(duì)系統(tǒng)的使用性能具有一定關(guān)系，如果構(gòu)成的系統(tǒng)龐大，控制功能復(fù)雜，就需要較多的中間標(biāo)志。對(duì)于計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器不但要知道它們的多少，還要知道它們的計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)范圍。其它的性能參數(shù)，包括電流消耗，工作環(huán)境要求，壽命時(shí)間等?？傊珻PU的能力是一種綜合的性能指標(biāo)，而且要根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，以滿足工作應(yīng)用的要求。（五）響應(yīng)速度對(duì)于數(shù)字量控制為主的工程應(yīng)用項(xiàng)目，可編程序控制器的響應(yīng)速度都可滿足實(shí)際需要，不必給以特殊的考慮。對(duì)于模擬量控制的系統(tǒng)，特別是具有較多閉環(huán)控制的系統(tǒng)則必須考慮可編程序控制器的響應(yīng)速度?？紤]響應(yīng)速度主要是從二個(gè)方面考慮。一是可編程序控制器程序的語(yǔ)句處理時(shí)間，另一個(gè)是可編程序控制器的掃描周期。一般手冊(cè)上都給出語(yǔ)句處理時(shí)間，而且是以處理1K的語(yǔ)句所需時(shí)間計(jì)算的。在實(shí)際應(yīng)用中要注意邏輯處理指令和字處理主令所需時(shí)間是不同的，有的產(chǎn)品中給出每條指令的處理時(shí)間。在PLC中給出的掃描周期都是最大的掃描周期時(shí)間，而系統(tǒng)中實(shí)際運(yùn)行的掃描周期則與系統(tǒng)所連接設(shè)備的多少和應(yīng)用軟件的多少及復(fù)雜程序有關(guān)。在機(jī)型選擇時(shí)還應(yīng)該注意最大的掃描周期是否可以重新設(shè)定，如果可以重新設(shè)定，適應(yīng)性則更強(qiáng)。在有個(gè)特殊響應(yīng)速度要求的情況下，還要考慮系統(tǒng)中斷處理和直接控制I/O功能，這些功能可以隨時(shí)處理，而不變掃描周期的限制，當(dāng)然這些功能都是有一定的具體要求的，有的也與系統(tǒng)硬件配置有關(guān)。整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度還與輸入輸出有關(guān)，因?yàn)槿魏屋斎胼敵瞿０宥加幸欢ǖ臅r(shí)間滯后?？傊煌目刂茖?duì)象對(duì)響應(yīng)速度有不同的要求，要根據(jù)實(shí)際需要選擇可編程序控制器，控制對(duì)象信號(hào)變化速度快，則要求響應(yīng)速度快，控制對(duì)象信號(hào)變化速度慢，則要求響應(yīng)的速度就不同。（六）可編程序控制器的指令系統(tǒng)由于可編程序控制器應(yīng)用的廣泛性，各種機(jī)型所具備的指令系統(tǒng)也不完全相同，現(xiàn)代的可編程序控制器的指令功能越來(lái)越強(qiáng)，內(nèi)部元件的個(gè)數(shù)也越來(lái)越多。任何一種可編程序控制器都可以滿足開關(guān)量控制系統(tǒng)的要求，如果系統(tǒng)要求完成模擬量與數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，PID閉環(huán)控制，運(yùn)動(dòng)控制等工作，可編程序控制器應(yīng)有算術(shù)運(yùn)算，數(shù)據(jù)傳送等功能，有時(shí)甚至要求有開方、對(duì)數(shù)運(yùn)算和浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算等功能。在機(jī)型選擇時(shí)，從指令系統(tǒng)方向應(yīng)注意下述內(nèi)容：指令系統(tǒng)的總語(yǔ)句數(shù)，這一點(diǎn)反映了整個(gè)指令所包括的全部功能；指令系統(tǒng)的種類，主要應(yīng)包括邏輯指令，運(yùn)算指令和控制指令，具體的要求則與實(shí)際要完成的控制功能有關(guān)；指令系統(tǒng)的表達(dá)方式，指令系統(tǒng)的表達(dá)方式有多種；應(yīng)用軟件的程序結(jié)構(gòu)圖，程序結(jié)構(gòu)有模塊化的程序結(jié)構(gòu)，有子程序式的程序結(jié)構(gòu)；軟件開發(fā)手段。在考慮指令系統(tǒng)這一性能時(shí)，還要考慮到軟件的開發(fā)手段，一般的廠家對(duì)可編程序控制器都配有專用的編程器，提供較強(qiáng)的軟件開發(fā)手段，有的廠家在此基礎(chǔ)上還開發(fā)了專用軟件，可利用通用的微型機(jī)作為軟件開發(fā)手段，這樣就更加方便了用戶的需要。（七）機(jī)型選擇的其他考慮在考慮上述性能后，還要根據(jù)工程應(yīng)用實(shí)際考慮其它一些因素，包括：性能價(jià)格比，毫無(wú)疑問(wèn)，高性能的機(jī)型必然需要較高的價(jià)格，在考慮滿足需要的性能后，還要根據(jù)工作的投資狀況來(lái)確定機(jī)型；備品備件的統(tǒng)一考慮，無(wú)論什么樣的設(shè)備，投入生產(chǎn)以后都要具有一定數(shù)量的備品備件，在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于一個(gè)工廠來(lái)說(shuō)應(yīng)盡量與原有設(shè)備統(tǒng)一機(jī)型們這樣就可減少備品備件的種類和資金積壓，同時(shí)還有考慮備品備件的來(lái)源，所選機(jī)型要有可靠的訂貨來(lái)源；計(jì)數(shù)支持，選定機(jī)型時(shí)還要考慮有可靠的計(jì)數(shù)支持，這些支持包括必要的技術(shù)培訓(xùn)，設(shè)計(jì)指導(dǎo)，系統(tǒng)維修等內(nèi)容。總之，在選擇系統(tǒng)機(jī)型時(shí)要依據(jù)前面所述的根據(jù)，按照可編程序控制器本身的性能指標(biāo)對(duì)號(hào)入座，選擇合適的系統(tǒng)。二、PLC型號(hào)的確定根據(jù)以上選型原則本設(shè)計(jì)選用的PLC為三菱FX232MR型PLC。FX2n系列是FX系列PLC家族中最先進(jìn)的系列。FX2n系列具備如下特點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。三菱FX232MR型PLC是交流電源、24V直流輸入類型，其I/O總數(shù)為32點(diǎn)，輸入為漏型16點(diǎn)，輸出為繼電器型也是16點(diǎn)，尺寸mm（寬）x（厚）x（高）為150x87x90。第二節(jié) 電機(jī)型號(hào)的選擇電機(jī)全部選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的定子饒組為△接法，采用B級(jí)絕緣。型號(hào)為Y160M4型，其同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，級(jí)數(shù)為4級(jí)，額定功率為11KW，滿載轉(zhuǎn)速為1460r/min，，額定電流23A，效率88％。第三節(jié) 按鈕及保護(hù)裝置的選型一、刀開關(guān)刀開關(guān)的作用為（1）、隔離電源，以確保電路和設(shè)備維修的安全；或作為不頻繁地接通和分?jǐn)囝~定電流以下的負(fù)載用（2）、分?jǐn)嘭?fù)載，如不頻繁地接通和分?jǐn)嗳萘坎淮蟮牡蛪弘娐坊蛑苯訂?dòng)小容量電機(jī)。在本設(shè)計(jì)中刀開關(guān)的作用為隔離電源，確保電路和設(shè)備維修的安全。根據(jù)系統(tǒng)的工作情況選用HR6250A型開啟式刀開關(guān)。二、按鈕按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛的主令電器。在低壓控制電路中，用于手動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)。按鈕是由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸頭和外殼組成，通常做成復(fù)合式，即具有常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)。按鈕在系統(tǒng)中有啟動(dòng)﹑停止﹑復(fù)位﹑清零﹑選擇等作用。一般性的按鈕可選用LA1822型，其中常開常閉觸頭各兩個(gè)；緊急按鈕可選用LA1822J型；當(dāng)按鈕作為選擇開關(guān)時(shí)可選用帶指示燈的按鈕?？蛇x用LA1911B/D。三、繼電器繼電器（英文名稱：relay）是一種電控制器件，是當(dāng)輸入量（激勵(lì)量）的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。在本設(shè)計(jì)中，繼電器的作用為控制接觸器，從而控制電動(dòng)機(jī)電路。選擇3TH42620XQ0 380V中間繼電器。四、熱繼電器熱繼電器的種類很多，應(yīng)用最廣泛的是基于雙金屬片的熱繼電器，其主要由熱元件、雙金屬片、觸頭三部分組成。雙金屬片是熱繼電器的感應(yīng)元件，它由兩種不同線膨脹系數(shù)的金屬機(jī)械輾壓而成。熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理工作的保護(hù)電器，在電路中作電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)。電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，常遇到過(guò)載情況，過(guò)載時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，繞組溫升超過(guò)了允許值是將會(huì)加劇繞組絕緣老化，縮短電機(jī)的使用年限，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)闺姍C(jī)繞組燒壞。因此，凡電機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，都需要對(duì)其過(guò)載提供保護(hù)裝置。選用熱繼電器主要應(yīng)考慮的因素有：額定電流或熱元件的整定電流要求均應(yīng)大于被保護(hù)電路或設(shè)備的正常工作電流。作為電動(dòng)機(jī)保護(hù)時(shí)，要考慮其型號(hào)、規(guī)格和特性、正常啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)時(shí)間和啟動(dòng)電流、負(fù)載的性質(zhì)等。在接線時(shí)對(duì)星型聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)選擇帶斷相保護(hù)的熱繼電器。所選用的熱繼電器的整定電流通常與電動(dòng)機(jī)的額定電流相等。在此系統(tǒng)中選用JRS560/F23A型的熱繼電器。 五、熔斷器熔斷器是一種簡(jiǎn)單而有效的保護(hù)電器。在使用時(shí)，熔斷器串接在所保護(hù)的電路中，作為電路及用電設(shè)備的短路和嚴(yán)重過(guò)載保護(hù)，主要用做短路保護(hù)。熔斷器的容體與被保護(hù)的電路串聯(lián)，當(dāng)電路正常工作時(shí)，容體允許通過(guò)一定大小的電流而不熔斷。當(dāng)電路發(fā)聲短路或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，熔體中流過(guò)很大的故障電流，當(dāng)電流產(chǎn)生的熱量達(dá)到熔體的熔點(diǎn)時(shí)，熔斷器斷切電路，從而達(dá)到保護(hù)電路的目的。（一）熔器類型的選擇 其類型應(yīng)根據(jù)線路的要求、使用場(chǎng)合和安裝條件來(lái)選擇。例如用于電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)設(shè)時(shí)，一般要求熔斷器容量不大，也不要求限流，但希望其安秒特性平穩(wěn)；用于配電時(shí)，如短路電流較大，則選高分?jǐn)嗄芰蛞髱蘖髯饔玫模鏡T0系列；在經(jīng)常發(fā)生故障的地方，最好選用可折式，如RC1A、RLRM10等系列；在易燃品的地方，當(dāng)然禁止選用敞開式的，并且其快速性應(yīng)該很好等。（二）熔斷器額定電壓的選擇 其額定電壓應(yīng)大于或等于線路的工作電壓。（三）熔斷器的額定電流的選擇 其額定電流必須大于或等于所裝的熔體的額定電流。（四）熔體的額定電流的選擇 熔體的額定電流可按以下幾種情況選擇：、照明等阻性負(fù)載的短路保護(hù)，應(yīng)使熔體的額定電流等于或稍大于電路的工作電流。 ，考慮到電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)沖擊電流的影響。，前者是熔斷器自身特性于保護(hù)對(duì)象的匹配問(wèn)題，后者是熔斷器之間的配合問(wèn)題，在要求時(shí)才進(jìn)行校驗(yàn)。本設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)采用自耦降壓?jiǎn)?dòng)，降壓起動(dòng)電動(dòng)機(jī)熔體額定電流=（～2）電動(dòng)機(jī)額定電流，因此電機(jī)電路部分選擇RT1963/45A型的熔斷器，主電路部分選擇RT0200體125A型的熔斷器。六、接觸器接觸器時(shí)利用線圈流過(guò)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，使觸頭閉合，以達(dá)到控制負(fù)載的電器。因?yàn)榭煽焖偾袛嘟涣髋c直流主回路和可頻繁地接通與大電流控制（某些型別可達(dá)800安培）電路的裝置，所以經(jīng)常運(yùn)用于電動(dòng)機(jī)做為控制對(duì)象，也可用作控制工廠設(shè)備、電熱器、工作母機(jī)和各樣電力機(jī)組等電力負(fù)載，并作為遠(yuǎn)距離控制裝置。交流接觸器的選擇：A、持續(xù)運(yùn)行的設(shè)備。接觸器按6775%算即100A的交流接觸器，只能控制最大額定電流是6775A以下的設(shè)備。B、間斷運(yùn)行的設(shè)備。接觸器按80%算即100A的交流接觸器，只能控制最大額定電流是80A以下的設(shè)備。C、反復(fù)短時(shí)工作的設(shè)備。接觸器按116120%算。即100A的交流接觸器，只能控制最大額定電流是116120A以下的設(shè)備。根據(jù)上述原則和本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，選擇歐姆龍的CJ1932A型接觸器。七、斷路器斷路器（英文名稱：circuitbreaker，circuit breaker）是指能夠關(guān)合、承載和開斷正?；芈窏l件下的電流，并能關(guān)合、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載和開斷異?；芈窏l件（包括短路條件）下的電流的開關(guān)裝置。斷路器可用來(lái)分配電能，不頻繁地啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)電源線路及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過(guò)載或者短路及欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，其功能相當(dāng)于熔斷器式開關(guān)與過(guò)欠熱繼電器等的組合。而且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰兏悴考?。目前，已獲得了廣泛的應(yīng)用。斷路器的選型原則：A、首先根據(jù)額定電壓選，額定電壓要一致。B、斷路器的額定電流要大于等于所用電路的額定電流。C、斷路器的額定開斷電流要大于等于所用電路的短路電流。D、根據(jù)環(huán)境條件選，如海拔、溫度、濕度，選擇符合要求的斷路器。