3.4 器件选型
3.4.1 PLC的选型
(1)选择PLC机型的基本原则
在满足控制要求的前提下，保证工作可靠，使用维护方便，以获得最佳的性能价格比。
PLC的型号种类很多，对于开关量控制的应用系统，当选用小型PLC就能满足要求。这里选用FX2N系列。
(2)PLC容量的估算
I/O的点数和用户存储器的容量。
①I/O点数是衡量PLC规模大小的重要指标，根据控制任务估算出所需I/O的点数是硬件设计的重要内容。
一般来说，输入点与输入信号、输出点与输出控制是一一对应的。输入信号有多少输入点选多少，输出信号有多少输出点也应与之对应。
②PLC用户程序所需内存容量一般与开关量输入、输出点数，模拟量输入、输出点数及用户程序的编写质量等有关。
对控制较复杂、数据处理较大的系统，要求的存储容量就要大些。对于同样的系统，不同的用户编写的程序也可能会使程序长度和执行时间差别很大。
本设计根据实际情况要求和PLC选型的原则，选出PLC的型号为FX2N-128MR可以满足控制要求。
它表示的含义包括如下几部分：基本单元，内部包括CPU、存储器、输入输出口及电源；其输入输出总点数为128点，其中输入点数为64点，输出点数为64点；输出类型为继电器型。 3.4.2 光电开关
光电开关也称光电传感器，是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
光电开关是由发射器、接收器和检测电路三部分组成。发射器对准目标发射光
14
束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管LED、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。受脉冲调制的光束辐射强度在发射中经过多次选择，朝着目标不间接地运行。
接收器有光电二极管或光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面的是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号[8]。
本设计选型为E3F-5DN1 5L光电开关：电源电压:DC:6-36V AC:90 V -250V，输出方式：电压；使用环境温度：常温。 3.4.3 行程开关的选型
行程开关又称限位开关，可以安装在相对静止的物体上或者运动的物体上。当物体接近静物时，开关的连杆驱动开关的接点引起闭合的及诶单分段或者断开的接点闭合。由开关接点开、合状态的改变去控制电路和机构的动作。根据需要选用YKXX1-111(T)适用用于热电流为5A的控制电路中。 3.4.4 电机的选型
电机是最终的执行机构，最终功能的实现要依靠电机。本设计选用三相异步电机带动，电机表示如图
图3.3 异步电机表示
车库升降电机一般要求功率为2.2KW.根据功率选择三相异步电机Y90L-2，额定功率2.2KW，额定电流4.83A。横移电机一般要求功率为0.2KW，选择三相异步电机Y801-2额定功率0.75KW，额定电流1.83A。
15
3.4.5 其他硬件的选择
(1)熔断器的选型 熔体额定电流的选择：
保护单台电动机，熔体的额定电流按(3.1)所示选取。
IfN?(1.5~2.5)IN (3.1)
式中：IN为电动机的额定电流。
熔断器类型的选择：根据负载保护特性的短路电流大小及安装条件来选择。保护多台电动机，若各台电动机不同时启动熔体的额定电流按下式（3.1）选取。
IfN?(1.5~2.5)INmax??IN (3.2)
式中：INmax为容量最大一台电动机的额定电流；?IN是除容量最大的电动机之外，其余电动机额定电流之和。
根据计算和实际情况的分析，本设计控制系统中电源熔断器FU的额定电流应大于35A所以熔断器FU选用XRNM1-10额定断开电流40A。保护升降电机的熔断器额定电流在7.3A~12A，选择RC1A-15型熔断器，其熔体额定电流为10A。保护横移电机的熔断器额定电流在2.8A~4.6A，选择RT18-32/4A型熔断器，其熔体额定电流为4A
(2)交流接触器的选型
选择时主要考虑主触点的额定电压与额定电流、辅助触点的数量、吸引线圈的电压等级、使用类别、操作频率等。
额定电压与额定电流：
选择交流接触器，其主触点的额定电流应等于或大于负载或电动机的额定电流；额定电压应不小于负载的额定线电压，其额定电压可由公式（3.3）计算选型，额定电流由公式（3.4）计算。
UKMN?UCN (3.3)
IKMN?IN?PMN?103??KUMN? (3.4)
式中：UKMN为接触器的额定电压；UCN为负载的额定线电压；IKMN为接触器的额定电流；IN为接触器主触点电流；PMN为电动机额定功率；UMN为电动机额定线电压；K为经验常数；K取1~1.4。
吸引线圈的电流种类及额定电压：
对于频发动作的场合，宜选用直流励磁方式，一般情况下采用交流控制。线圈额
16
定电压应根据控制电路的复杂程度，维护、安全要求，设备所采用的控制电压等级来考虑。
考虑辅助触点的额定电流、种类和数量，根据使用环境选择有关系列接触器或特殊用的接触器。
根据计算和实际情况，本设计控制系统中横移电机启动、停止交流接触器KM的额定电流大于2.4A到3.4A 所以选用选用CJX2-09型接触器，其额定电流为9A。
升降电机启动、停止交流接触器的额定电流大于7.2A到10A 所以选用CJX2-12，其额定电流为12A。
(3)热继电器的选型
热继电器结构形式的选择主要取决于电动机绕组接法及是否要求断相保护。热继电器热元件的整定电流可按下式（3.5）选取：
IFRN?(0.95~1.05)Ied (3.5)
式中：IFRN为热元件整定电流；Ied为电动机的额定电流。
在工作环境恶劣、电动机频繁启动情况下，热继电器也可根据公式（3.6）选取：
I?(1.15~1.5)Ied FRN (3.6) 在本设计电气控制系统中，横移电机上的热继电器FR大于1.74A小于2A最大不超过2.7A。升降电机的热继电器FR大于4.59A小于5.07A最大不超过7.2A。选用 NR2-25G/Z 0.1-10A
(4)按钮的选择
本次设计选用YKXY6，主要用于交流工作电压至380V和直流工作电压至220V的控制电路，作控制、信号、联锁之用。
17
3.4.6 主要电气元件目录表
根据选型，本设计的主要电气目录表如表3.1所示。
表3.1 电气元件目录表
名称
横移电动机 升降电动机 交流接触器 交流接触器 熔断器 熔断器 熔断器 热继电器 限位开关 按钮 光电开关
型号规格 Y801-2 Y90L-2 CJX2-09 CJX2-12 XRNM1-10 RC1A-15
数量
4 5 4 5 1 5 4 9 23 21 7
RT18-32/4A
NR2-25G/Z YKXX1-111(T) YKXY6 E3F-5DN1 5L
18