3 可编程控制器（PLC）的选择
3.1 PLC的基本知识 3,1.1PLC概述
可编程序控制器，英文称Program mable Controller,简称PLC，在可编程序控制器发展的初期，不同的开发制造商对PLC有不同的定义，为使这一新型的工业控制装置的生产和控制规范化国际电工委员会曾于1982年11月颁发了可编程序控制器标准草案第一稿，1985年1月又发表了第二稿，草案中对可编程序控制器的定义是：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。 其具有以下基本的功能： 1.逻辑处理功能； 2.数据运算功能； 3.准确定时功能； 4.高速计数功能；
5.中断处理（可以实现各种内部中断）功能； 6.程序与数据存储功能； 7.联网通信功能；
8.自检测、自诊断功能。 它还有以下优点：
1.可靠性高，抗干扰能力强
PLC是专工业生产应用而设计的，因此在设计PLC时，采取了很多可靠的抗干扰措施 2.通用性强，使用方便
用户不用自己去设计其他装置。所做的工作只是设计满足控制对象的控制要求的应用程序。对于一个控制系 （2）软件措施:对程序进行检查和检验鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。 统，当控制要求改变时，只需修改程序，就能改变控制功能。 3.采用模块化结构，使系统组合灵活方便
用户可以根据自己的实际需求进行组合，为用户提供了很大的方便， 4.编程语言简单易学，便于掌握
PLC的开发制造商采取了与继电接触器控制原理相似的梯形图语言，这样方便一线工人掌握和学习，易学易懂。 5.系统设计周期短
由于采用了模块化设计的的方法，使得设计工作所需的时间大大缩短，加快了工程的进度。
3.1.2 PLC的用途
PLC的应用通常有下用途：
（1）顺序控制 在工业控制中，PLC采用其步进指令编程或用移位寄存器编程的功能实现顺序控制。
（2）开关量逻辑控制 PLC运用其强大的逻辑运算能力，通过准确高效地控制开关量可以实现各种简单或复杂的逻辑控制，这是PLC取代传统的继电器-接触器的控制根本原因。栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。 （3）模拟量控制 PLC中配置有A/D和D/A转换模块。现场的温度、压力、流量、速度等这些
5
模拟量经过A/D模块转换位数字量，传送到PLC中，经过PLC中的微处理器进行处理后，经D/A模块转换后，变成模拟量去控制被控对象，这样就可以实现PLC对模拟量的控制。辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。 （4）定时和计数控制功能。
（5）数据处理 PLC可以通过数据处理能力，实现数据的比较、转换、通信、显示等功能。 （7）通信和联网 现在PLC一般都有通信功能，它可以对输入和输出进行远程控制，又能实现可编程控制器主机与可编程控制器主机、可编程控制器主机与计算机之间的通信，这样用PLC可以方便地进行分布式控制，这样就能实现大规模自动化生产线的集中控制和管理。为实现工业现代化，智能化提供了条件。峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。
3.2 PLC的选型
3.2.1 PLC种类的介绍
全球PLC有二百多种，国内常用PLC也就二三十种，常用的有德国西门子，法国施耐德，美国AB，ABB，GE日本欧母龙，三菱，松下，韩国，三星，国产和利时，科创思等。詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。 三菱PLC相对于其他的PLC价钱比较高，但是性能相对强大，可操作性强，有相配套的伺服系统和组态软件。而且在大学期间我所接触的也大多数是日三菱公司的PLC。三菱PLC的种类分为FX1N，FX2N，FX3U，FX3G等，FX1N，FX2NPLC与FX2N-32MR相比功能更为强大，为升级产品，但由于本系统所需功能和技术要求FX2N完全能够解决，所以从经济方面考虑选用三菱FX2N-32MR系列产品。则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。 按照本系统的设计要求、工作环境、监测对象等方面出发，三菱PLC完全可以满足本系统的设计要求。如今三菱PLC的种类分为FX1N，FX2N，FX3U，FX3G等系列，其中FX1N，FX2N是以FX1N为根基沿用而来的，生产价钱比FX1N略高，且完全可以满足本系统的设计要求，所以本次设计选用三菱FX2N-32MR的PLC作为本系统的控制器。FX2N-32MR系列可以根据对象不同，可以选用不同的型号和不同数量的模块，并可以将这些模块安装在同一机架上。胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。 PLC基本结构：可编程序控制器实质是计算机，基本构成为： 一、电源
二、中央处理单元(CPU) 三、存储器：
四、输入输出接口电路 五、功能模块 六、通信模块
其中，PLC的工作过程一般分为三个阶段， 一、输入采样阶段
这一阶段用扫描的方式将暂存的数据读入，然后写入相应的寄存器中。 二、用户程序执行阶段
在此阶段，可编程逻辑控制器按一定顺序依次地扫描(梯形图) 三、输出处理阶段
3.2.2 型号的选择
6
按照本系统的设计要求、工作环境、监测对象等方面出发，西门子PLC完全可以满足本系统的设计要求。如今三菱PLC的种类分为FX1N，FX2N，FX3U，FX3G等系列，其中FX1N，FX2N是以FX1N为根基沿用而来的，生产价钱比FX1N略高，且完全可以满足本系统的设计要求，所以本次设计选用三菱FX2N-32MR的PLC作为本系统的控制器。鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。 每个I/O点及与此有联系的功能元件占用的内存量大体为：
①开关量输入器件：10～20B/点； ②开关量输出器件：5～10B/点； ③计数器件/定时器件：2B/个；
④通讯接口： 一个接口大概容量要求在299B以上。稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。 PLC容量的挑选除满足指挥要求外，还应留有适当的裕量，以做备用。按照以往，在挑选存储容量时，通常按实践要求的15％～20％给定裕量。陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。
3.3变频器的选用
驱动主要有：步进驱动控制、交流伺服驱动控制、交流变频驱动控制等。步进驱动不适合连续、大负载运行；因为其功率小、速度慢。直、交流伺服驱动性高，但控制系统复杂，成本也高。根据公式沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。 60fn0＝
p
可以发现，电动机的同步转速n0随频率f而同步变化。在异步电动机中，转子转速nM始终略低于同步转速n0。所以，当n0连续可调时，nM也连续可调。又由于在频率f相同时，异步电动机的转速是根据磁极对数p的不同而改变的，所以频率f的调节范围也是各不相同的。钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。 三菱FR-Z240-4.0KP-ER变频器
通过查找大量资料和数据分析，我们发现现代工业自动化生产的要求很高，三菱FR-Z240-4.0KP-ER的变频器，不仅可以满足现在的要求，同时也具备了其它的功能。懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。 1、 变频器的功用
变频器可以转换交流电的频率，即将其由固定的变换成连续可调的。固定频率通常为50HZ，连续可调的频率多数为0～400HZ。如图3-1所示，变频器的R、S、T为输入端，U、V、W为输出端。输入交流电频率固定，可以是单相也可以是三相；输出的则是三相交流电，同时接至电动机。由于经过变频器的转换，此时的交流电频率在一定范围内连续可调。謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。 7
图3
2、 变频器的类别简介
按变换环节分：交-交变频器和交-直-交变频器。前者是直接变换；后者先将交流电整流，变成直流电后再进行逆变。该过程由变频器自动进行，不受其他因素控制，此时得到频率可调的交流电。呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。 按电压的调试方式分：PAM（脉幅调制）和PWM（脉宽调制）。分别通过改变直流电压的大小和改变输出脉冲的占空比来进行调制。莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。 按直流环节的储能方式分：电流型和电压型。分别通过电感线圈和电容器储能。
3.4水泵的选型
水泵作为一种通用机械，在现代社会广泛的应用于国民经济的各个部门，在国民经济中占据有重要的地位。泵的电能消耗有着积极作用。但是在很多领域中，由于选型不合理带来了很多问题，不仅不能使用还降低了效益。由此可见，合理选择水泵对节约能源有着重要意义。水泵的选型就是根据工程具体情况，确定合适的水泵型号和台数。1、使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀流量、吸程等工艺参数的要求。 2、必须满足介质特性的要求。对输送易燃、易爆有毒或贵重介质的泵，要求轴封可靠或采用无泄漏泵，如磁力驱动泵、隔膜泵、屏蔽泵对输送腐蚀性介质的泵，要求对流部件采用耐腐蚀性材料，如AFB不锈钢耐腐蚀泵，CQF工程塑料磁力驱动泵。3、机械方面可靠性高、噪声低、振动小。4、经济上要综合考虑到设备费、运转费、维修费和管理费的总成本最低。麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。
3.4.1水泵的参数及性能 （1）水泵的主要参数
水泵参数是指涉及泵的工作能力一组物理量。一般有很多物理量，包括流量、扬程、转速、效率、比转数和允许吸上真空高度等。通常它们被标注在水泵铭牌上，供人们识别和选用。
納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。 1.流量（Q） 3風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。 水泵的流量Q：水泵在单位时间内输送的水量，常用的单位是M /s（立方米每秒），L/s（升每秒）
每一种型号的水泵的流量都有一定的范围，所谓的水泵设计流量，是指水泵在这一流量下，运行时的效率最佳，超过了就会降低它的效率。灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。 2.扬程（H）
扬程H：被输送的单位重量液体从泵进口到出口所增加的能量，即单位重量液体通过水
8