大连交通大学2012届本科生毕业设计
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图线接主气电 1-3图
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由主接线图可看出本系统采用两个变频器分别对电动机进行控制。按下启动按钮当开关SA选择自动工作状态时，PLC控制线圈KM0得电同时自动运行指示灯L3亮起。这时名为KM0的开关动作，即主变频器通电同时副变频器与电动机断开。同理当开关SA选择手动工作状态时，手动操作指示灯L4亮起，副变频器通电同时主变频器与电动机断开。此设计意在保证自动与手动相互切换的同时防止两变频器输出端接通对变频器造成损伤。主变频器上的继电器1为故障监控，当变频器发生故障时变频器内部继电器1闭合线圈SB1得电，此时PLC输入端的开关SB1闭合，并且常闭开关SB1将切断变频器对电动机的控制。故障信号由此输入到PLC中进行处理，PLC故障灯亮起。开关SB3为反转控制按钮，当按下SB3传送带反向运行。开关SB4为启动按钮，当按下启动按钮时系统才正式进入自动运行状态，当再按下SB6后变频器停止。PLC通过变频器控制电动机软启动。此启动开关是为了防止传送带由手动切换回自动状态后系统失控而设定。开关SB5实际上是一个压力开关，用于检测传送带前方出口处是否存在积压，如果有则相当于开关SB5闭合。开关SB6为正转开关，用于把从系统反向运行状态中恢复过来。
在副变频器上有开关SB21、SB22、SB23分别与副变频器的数字量输入端Din5、Din6、Din7相接。通过对副变频器的参数设定可以对开关功能进行设定或更改。本设计中按钮SB21为启动/停止控制按钮，当按下SB21时启动断开时停止。按钮SB22为反转按钮，当按下SB22时传送带反向运行断开时恢复正转。SB23为故障复位开关，用于故障后的复位。副变频器通过电位器改变电位来进行频率调节从而调节传送带速度。
3.2 PLC的选择及硬件的设计
从电气主接线图可以知道，系统PLC总共有开关量输入7个、开关量输出10个；模拟量输入1个。在诸多PLC厂商中西门子以其悠久的历史、雄厚的技术势力、产品遍及自动化各个领域易于组合成系统并且STEP7软件更加熟悉而成为首选。软件如果选用CPU222 PLC，还需要扩展模块；如果选用CPU226 PLC，则价格较高并且浪费较大。参照实际应用的输入输出端口数量和西门子S7-200 PLC产品目录，选用主机为8入/6继电器输出的CPU222一台，加上一台扩展模块EM222（8点继电器输出），在扩展一个模拟量模块EM235（4AI/1AO）。整个PLC系统的配置及外围接线图如图：
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图围外块模展扩及CLP统系 2-3图
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3.3电动机的选择
考虑到系统的通用性问题，本系统并不注重电动机的选择。具体的应用不同，电动机可根据需要进行选择。为方便下文的论述，本系统采用西门子1LG0106-2AA20 电动机。该电动机的容量为3KW、额定电压220/380V，电源频率50H，允许电压偏差±5％。
图3-3 1LG0106-2AA20 电动机
3.4变频器的选择
3.4.1变频器容量的选择
在变频器的选择时，应该充分考虑到所使用的场合的使用工况条件的最恶劣情况，留有充足的设计裕度和必要的保护措施。在选型时应对经济指标和技术指标进行综合的考虑，以选择相应的变频器规格。若选型不当造成容量偏小，对变频器的效率和正常运行影响极大。变频器选型时容量应作如下考虑。
对连续运行时所需变频器容量P0(kVA)必需满足以下几点。 （1）变频器容量必须大于负载所要求的输出，即 P0≥kPM/ηcosφ
（2）变频器容量不能低于电动机容量，即 P0≥1.732kUMIM×10-3
（3）变频器电流I0应大于电动机电流，即I0≥kIM （4）启动时变频器容量应满足下式
P0≥knM(TL+GD2nM/375tA)/9550ηcosφ
以上各式中，I0为变频器电流，GD2为飞轮转矩，tA为加速时间。根据负载要求：k为电流波形补偿系数（PWM控制方式下取1.05～1.10），TL为负载转矩，η为电动机效率（通常为0.85），cosφ为电动机的功率因数（通常为0.75），PM
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