车辆与动力工程学院课程设计说明书
第二章 PLC控制系统的硬件设计
2.1转换开关的选择
转换开关是一种多档位，多触点，能够控制多回路的主令电器，可以用于控制小容量电动机的启动、换向、调速、正反转控制等，常用的万能转换开关有LW2、LW5、LW6、LW8等系列，在设计机械手大小球分选系统中操作方式有手动，单周期，连续。
2.2 刀开关的选择
刀开关是一种手动电器，为了简单，方便，选择HD型单投刀开关，分为1级，2级，3级。
2.3时间继电器、接触器的选择
2.3.1时间继电器的选择：
时间继电器在控制电路中用于时间的控制，有JS23，JS27A，JSK□，7PR，SS—18等系列的时间继电器。 2.3.2接触器的选择:
（1）根据负载性质选择接触器类别，一般交流负载选择交流接触器，直流负载选择直流接触器。
（2）根据被控电路电流大小和使用类别选择接触器的额定电流。 （3）根据被控电路电压等级来选择接触器的额定电压。 （4）根据控制电路的电压等级选择接触器线圈的额定电压。
2.4熔断器、电动机的选择
2.4.1熔断器的选择：
熔断器在电路中主要起短路保护作用，用于保护线路，熔断器具有结构简单，体积小，重量轻，使用维护方便，价格低廉，分断能力较高，限流能力良好等优
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点，熔断器有NT、RT、RL、RLS2、FA4等型式的熔断器，RT系列为有填封闭管式熔断器，可在500V 以下交流系统中作过载及短路保护用，这种熔断器为螺栓连接，可直接连在母线排上，尤其适合开关熔断器组选用，RT15型熔断器最大额定电流400A，额定分断能力100KA。 2.4.2电动机的选择：
电动机是选交流的，而电动机分为异步电动机和同步电动机两大类，异步电动机主要用作电动机，去拖动各种生产机械。由于异步电动机具有结构简单，制造，使用方便，运行可靠，成本低廉，效率较高等优点而得到广泛应用。例如，在工业生产中，异步电动机用于拖动中小型轧钢设备，各种金属切削机床，轻工机械和矿山机械等；在农业生产中，异步电动机用于拖动水泵，粉碎机以及其他农副产品的加工机械；在民用电器方面的电风扇、洗衣机、电冰箱、空调机等也都是用异步电动机拖动的。
2.5 电磁阀的选择
电磁阀的分类：国内外的电磁阀从原理上分为三大类(即：直动式、分步撞先导式)，而从阀瓣结构和材料上的不同与原理上的区别又分为六个分支小类(直动膜片结构、分步重片结构、先导膜式结构、直动活塞结构、分步直动活塞结构、先导活塞结构)。电磁阀，具有耐高温、耐腐蚀的特点。
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第三章 分拣系统的PLC选择
PLC应用系统设计主要包括硬件设计、软件设计、施工设计和安装调试等内容。本课程设计着重在系统设计和程序设计。
3.1 PLC控制系统设计的原则和内容
PLC的选择除了应满足技术指标的要求外，还应着重考虑产品的技术支持与售后服务等情况。
最大限度地满足被控对象或产生过程的控制要求。对于一些原来用继电接触器线路不易实现的要求，使用PLC后，将很容易实现。
在满足控制要求前提下，力求使控制简单、经济、操作和维护方便。对一些过去较为繁琐的控制可利用PLC的特点加以简化，通过内部程序化外部接线及操作方式。
保证控制系统的安全、可靠。同时采取“软件兼施”的办法。
3.2 PLC的选型
根据不同的控制要求和PLC的结构和模式，控制系统可分为以下四种：
⑴单机控制系统：是指用一台PLC控制一台设备，其I/O少，控制过程
简单。
⑵集中控制系统：是指用一台PLC控制多台设备，使用的I/O较多，控制过程相对要复杂一点。
⑶分散控制系统：是指每一台PLC控制一台设备，PLC之间可以通过通信电缆进行数据交换，或者由上位机通过数据总线来进行数据交换。
耐磨损、使用范围广等
3.2.1 PLC的处理速度应满足时实控制的要求
PLC工作时，从输入信号控制存在着滞后现象，即输入量的变化，一般要在1～2个扫描周期之后才能反映到输出端，这对于一般工业控制是允许的。但有些设备的实时性要求教高，不允许有教大的滞后时间。例如，PLC
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的I/O点数在几十到几千点范围内，这时用户应用程序的长短对系统的响应速度会有较大的差别。滞后时间应控制在几十毫秒之内，应小于普通继电器的动作时间。
3.2.2 PLC应用系统结构合理、机型系列应统一
PLC的结构分为整体式和模块式两种。整体式结构把PLC的I/O和CPU放在一块电路板上，省去插接环节，体积小，每一I/O点的平均价格比模块式的便宜，适用于工艺过程比较稳定、控制要求比较简单的系统。模块式PLC的功能扩展，I/O点数的增减，输入与输出点数的比例，都比整体式灵活。维修更换模块、判断与处理故障快方便，适用于工艺过程变化教多、控制要求复杂的系统。在使用时，应按实际具体情况进行选择。
结合以上几点，在设计PLC机械手在大小球分选系统中用的PLC的选型为西门子S7-200系列的可编程控制器。西门子S7-200系列PLC是西门子公司于1995年推出的具有很高性价比的微型PLC，由于其体积小，运行速度快，功能强等功能，在各种自动化控制领域得到了较快的发展和广泛的应用。在这个系列的PLC中共有两代产品，第一代产品的CPU模块为CPU21*系列，共有4种，即CPU212，CP,214，CP,215，CP,216，现已停产。第二代产品的CPU模块为CPU22*系列，共5种，即CPU221CPU224，CPU226，CPU226XM。
根据控制系统的功能要求选择性能与功能相适应的PLC。对以开关量为主的，带有少量模拟量的控制系统，可以选择带有模拟-数字量转换的模块，并且运算功能较强的小型PLC。针对本系统的要求，选择西门子S7-200系列中CPU模块为CPU224的PLC。
CPU22*系列的PLC主机模块包括一个中央处理器单元即CPU，数字I/O，通信口及电源，这些器件都被集成到一个紧凑的，独立的设备中，该主机的主要要作用有：采集的输入信号，通过中央处理器运算后，生成结果传给输出装置，然后输出点输出执行信号。在这个过程中CPU执行程序，输入端口从现场设备中采集信号，输出端口输出控制信号以驱动外部负载。
CPU222具有14个输入点和10个输出点，共24个I/O点。2个模拟，CPU222，量电位器，最多可扩展35个AI/AO点。8K字节用户程序和5K字节数据存储区。
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6路高速计数器（30kHz），2路高速脉冲输出，1个RS-485通信/编程口，它的存储容量和扩展能力有了很大提高，存储容量扩大了一倍，可以有7个扩展模块。它具有更强的模拟量处理能力，是使用最多的S7-200产品。
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