西华大学课程设计说明书 2.5 PLC输入输出表的设计
表2.1 PLC输入输出表 输入信号 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X12 X13 X14 X15 X16 X17 X20
开始信号 停止信号 扫瓶正转信号 提瓶信号 送瓶信号 凸轮定位信号 滑架 夹子 置瓶信号 扫瓶反转信号 球进入信号 滑倒信号 后提升信号 自动手动 大满信号 M0 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y12 Y13 Y15 Y16 Y17 输出信号 工作信号 扫瓶正转 提瓶 送瓶 凸轮 滑架 夹子 置瓶 扫瓶反转 送瓶滑道 后提升 前提升 2.6 PLC的选型（选型依据）
目前世界上PLC品牌众多，由于各公司的发展战略不同，价格也参差不齐，性能特长也各不相同，但从市场占有情况来说基本上可以划为两大阵营，一是以Rockwell、SIEMENS、施耐德等公司为首的欧美洲流派，一种是以MITSUBISHI、OMRON、富士等公司为首的日本流派，它们各有特点，各有所长，欧洲流派以大型系统而见长，而在中小型系统方面则是日本流派一统天下，占据了市场大部分份额。
下面以国内市场占有率较高的SIEMENS和MITSUBISHI为例，按所要求的数字量I/O点进行配置（暂不包括步进控制），以目前的市场报价进行统计对比，以便确定哪一种PLC更加适合本系统的应用。
按I=128点，O=75点，另加四台步进电机控制进行配置，考虑到用触摸屏可节约大量的输入点，经初步统计实际I点按约64点配置即可。（其余I点由HMI软元件满足）
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西华大学课程设计说明书 表2.2 三菱（MITSUBISHI）FX2N系列PLC的I/O配置表
上面比较可以说明，同档次的PLC，基本配置相同I/O时，用SIEMENS所花的费用比用三菱要贵多两倍，当然，对此系统配置来说，问题还远远不如这些，因为用SIEMENS配置需要用14个扩展，已远远地超过了其一个CPU最多只能带7个扩展模块的限制，还有就是S7200系列还没有相应的定位模块，换句话说，用S7200系列的PLC根本无法完成此系统的功能，除非用多个CPU或者用S7300系列才有可能完成此系统的功能，这样费用更高。
反观三菱的PLC系统，只带一个扩展就完成了配置，而且还可以轻松带4个定位控制模块，也不会超出其最大配置的限制。而且，其特有的顺控指令对处理复杂的逻辑关系又是PLC不能相比的。
日本公司的PLC产品正是凭借其自身的优点，进入世界各大市场，据有关资料报道，在中小型系统PLC方面，日本产品占据了世界上约70%的份额。而三菱系列的PLC更是占据了国内大部份市场份额。
所以本系统选用了三菱的PLC作为控制系统。
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西华大学课程设计说明书 3 控制系统硬件设计
3.1 系统总图设计
3.1.1 系统电源电路图设计
在这次设计中的保龄球设备控制系统汇中，电源采用的是380v三相电源。因为隔离开关主要用来将高压配电装置中需要停电部分与带电部分可靠地隔离，以保证检修工作的安全。隔离开关的触头全部毕露在空气中，具有明显的断开点。因此为了保护电源，同时方便以后的检修，在主线路中加了一个隔离开关。由于主线路的电压为330V属于低压，所以选择的隔离开关为：NH3-100，此隔离开关型号的意思为：N-企业特征代号、H-隔离开关、2数字表示设计序号、100-壳架等级额定电流（A）。当选好隔离开关以后，就可以从主线路中接出之路电路，在我们这次设计的内容中，要求为置瓶电机：380V550W；扫瓶电机：380V370W；夹子电机：380V180W；滑架电机：380V120W；提瓶电机：380V250W；提瓶电机：380V250W；送瓶滑道电机：380V180W；凸轮定位器电机：380V250W；输送带电机：380V250W；后提升电机：380V250W；前升电机：380V250W；电气控制柜冷却风机电机：220V40W。以及为PLC的电源进行供电。
首先设计的是保龄球设备控制的各个电机的电路。在设计的时候首先考虑的是安全问题，所以在设计支路时必须加入保护器件，由于该支路的中的异步电动机电路电压都是380V，功率相差不是很大，考虑到最大电流的问题，当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断的升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确是安置了熔断器，那么，熔断器就会在电流异常升高到一定的高度和维持一定的时间后，自身熔断切掉电流，从而起到保护电路安全运行的作用，所以选择十一个熔断电流为5A的熔断器。同时还要加的保护器件为热继电器，因为热继电器的作用是电动机过负荷时自动切断电源，热继电器的构造是两片膨胀系数不同的金属片构成，电流过大时膨胀系数大的先膨胀，起到切断电源的作用。考虑到这些电机的最大电流，选择的过热继电器型号为：JR28-1353。
另外的保护器件就是断路器，断路器的作用：正常情况下接通和断开高压电路中的空载及负荷电流；在系统发生故障时能与保护装置想配合，速度切断故障电流，防止事故扩大，从而保证系统安全运行。其实断路器上就是一个开关，它和其他普通开关不同的地方在于：使用电压等级高；灭弧介质及方式有真空，少油，多油及六氟化硫等等；灭弧能力强，效果好。一般情况下断路器本身不存在润滑方面的问题，需要润滑的是它的操动机构。当考虑好该支路的保护器件后，就可以添加最后的控制对象一部交流电机。要想让PLC能够控制电机的起停，就必须使用继电器。继电器简单的说就是一种用小电流来看最大电流的开关。小电流通过线圈，产生磁场，这个磁场使得控制大电流的开关吸合。由于电机的功率和电源都已经选好，选好继电器只需要考虑流过他的电流的大小，所以选择继电器为：CJ20-63A。因为
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西华大学课程设计说明书 控制过程中，有些电机需要正反转。
控制电机的电路图如图3.1所示：(扫瓶电机、置瓶电机、送瓶滑道电机、夹子电机、凸轮定位电机等如图a所示，其他如图b所示)：
图3.1控制电机接线图
当保龄球设备流程控制流程电机电路图设计好后，接下来就是对PLC和电气控制柜冷却风机电机电源电路的设计，因为它们需要的是220V的交流电源的型号，所以可以通过一个变压器将380V的电压变为220V，这样就可以加载到PLC的电源接口端。变压器就选择SG-300VA，同样也需要对变压器进行保护，就需要添加断路器和熔断器。
PLC和电气控制柜冷却风机的电路图如图3.2所示：
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图3.2 PLC及电气控制柜冷却电机接线图
3.2 电器元件的选型（元器件清单）
在前面已经详细的介绍了电路图中每一个电路分支图中所使用的器件，一些参数。下面就给出这次设计中要用到的主要元器件清单，如表3.1所示：
表3.1 主要元器件清单
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
元器件代号 FX2N M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 BT 元器件名称 PLC 置瓶电机 扫瓶电机 夹子电机 滑架电机 提瓶电机 送瓶滑道电机 输送带电机 凸轮定位器电机 后提升电机 前提升电机 电气控制柜冷却风机电机 隔离变压器 15
型号与规格 AC 220V 380V 550W 380V 370W 380V 180W 380V 120W 380V 250W 380V 180W 380V 250W 380V 250W 380V 250W 380V 250W 220V 40W 380v/220v 数量 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 功能 主控制 置瓶 扫瓶 夹瓶 送瓶 提瓶 送瓶 传送 夹瓶 提升保龄球 提升保龄球 降低控制柜温度 提供220V电压