PLC超声波清洗机系统设计 第5页
○3、存储器容量的选择：开关量（ I/O点数×8），模拟输入/输出：200字节/路，应留有余量；
○4、PLC指令功能的选择：任何PLC均能满足开关量控制，如有其它控制则需注意选择。
本系统需要21个输入点和15个输出点，根据选择选型原则选用FX2-48MR型PLC。FX2-48MR输入/输出点数均为24；工作电压：220V,50HZ/60HZ；输出类型：继电器输出；功率：40VA。
(2)、空气断路器选用
○1、空气断路器的额定电压和额定电流：应不小于电路的正常工作电压和工作电流；
○2、热脱扣器的整定电流：应与所控制的电动机的额定电流或负载额定电流一致。
(3)、熔断器及熔体额定电流的选择
○1、熔断器的额定电压必须大于或等于线路的工作电压；
○2、熔断器的额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流；
○3、对变压器、电炉、及照明等负载的短路保护，熔体的额定电流应稍大于线路负载的额定电流；
○4、对一台电动机负载的短路保护，熔体的额定电流IRN应大于或等于1 .5～2.5倍电机额定电流IN；
○5、对几台电动机同时保护，熔体的额定电流应大于或等于其中最大容量的一台电动机的额定电流INmax的1 .5～2.5倍加上其余电动机额定电流的总和。
在电动机功率较大而实际负载较小时，熔体额定电流可适当选小些，小到以起动时熔体不断为准。
(4）、接触器的选择
○1、选择接触器的类型 根据所控制的电动机或负载电流类型来选择接触器的类型，即交流负载应使用交流接触器，直流负载使用直流接触器，如果控制系统中主要是交流电动机，而直流电动机或直流负载的容量比较小时，也可用交流接触器进行控制，但是触头的额定电流应适当地选用得大些；
○2、选择接触器的额定电压 通常选择接触器触头的额定电压大于或等于负载回路的额定电压；
○3、选择接触器主触头的额定电流 选用接触器的额定电流应大于或等于电动机的额定电流；
○4、选择接触器吸引线圈的电压 接触器吸引线圈电压一般从人身和设备安全角度考虑，可选择低一些；但当控制线路简单、用电不多时，为了节省变压器，则可选用380V；
○5、接触器的触头数量、种类选择 接触器的触头数量、种类等应满足控制线路的要求。
（5）、热继电器的选择
○1、热继电器的额定电流和热元件的额定电流均应大于电流的额定电流；
○2、在一般情况下，可选用两相结构的热继电器；但当电网电压的均衡性较差、工作环境恶劣或较少有人照管的电动机，可选用三相结构的；
○3、电动机拖动的是冲击性负载（如冲床等），或电动机起动时间较长，或电动机所拖动的是设备不允许停电的情况下，选择热继电器元件的额定电流可比电动机的额定电流高1.1～1.15倍。
（6）、电磁阀的选择
ZDF多功能电磁阀通用于水、电、气、油、弗里昂等粉质较低，对铜不腐蚀的中性气和液体，进行强制调节。阀门开度和局部时间可调，有防止水蚀作用。
选公称直径80mm,公称压力1.6mp.电流电压AC 220（+10%～-15%），50HZ。
（7）、额定电流计算
I=PN/(√3UNηcosø) (A)
其中: PN :负载额定功率(W) UN: 负载额定电压(v)
η: 负载效率(取0.9) cosø: 负载功率因数(取0.85)
○1 压缩机电流：I=2000W/(1.732×380V×0.9×0.85)=3.97 A
○2加热器电流：I=2000W/(1.732×380V×0.9×0.85)=3.97 A
○3 挂杆上下电机电流：I=1500W/(1.732×380V×0.9×0.85)=2.98 A
○4超声波发生器电流：I=1000W/(220V×0.9×0.85)=5.94 A
○5PLC电流：I=40VA/(220V×0.9×0.85)=0.24 A
○6总电流I30：
按需要系数法计算，根据查得压缩机组需要系数Kd=0.75，cosø=0.8,tanø=0.75。
设备总容量：Pe=2KW+2KW+1.5KW+1KW+1KW(附属)=7.5 KW
有功计算负荷：P30=KdPe=0.75×7.5KW=5.625 KW
无功计算负荷：Q30= P30tanø=5.625KW×0.75=4.219 KW
视在计算负荷：S30= P30/cosø=5.625KW/0.8=7.03 KVA
计算总电流： I30=S30/（√3UN）=7.03KVA/（√3×0.38）=10.68 A
（8）、元器件选择
○1电源保护FU1：IRN≥(1.5～2.5)INmax+∑IN =(1.5～2.5)×3.97+（3.97+2.98+5.94）
=(18.85～22.82)A 选用25A的熔体
挂篮电机保护FU2： IRN≥(1.5～2.5)INmax =(1.5～2.5)×2.98
=(4.47～7.45)A 选用10A的熔体
压缩机电机保护FU3：IRN≥(1.5～2.5)INmax =(1.5～2.5)×3.97
=(5.96～9.93)A 选用10A的熔体
○2为保证先进性及可靠性接触器、空气开关、热继电器均采用ABB公司产品。具体型号如附表2元件清单明细表所示。
（9）、报警电路
a）、温度报警
如图3所示，由LM3911温度检测控制集成电路实现温度的采集，集成电路A内部由基准稳压器，温度传感器和一个运放组成，内部基准电压为6.85V，其电源端V＋与输出端OUT间电压与绝对温度成正比，感温灵敏度为＋10mV/℃。因其内部带有基准稳压器，因此只要使用足够大的现流电阻，令其工作电流在几毫安即可。它内部的集成运算放大器可以作比较使用。因此用它作为温度检测和控制器件十分方便。
工作原理：市电经二极管VD半波整流，电容C2滤波，电阻R5限流后加到LM3911集成电路A的V＋端。A的输入端从分压电路R1，R2，RP的电位器RP上取出，作基准比较电压。当传感器检测到实际温度低于RP设定温度时，A的OUT输出高电平，使晶闸管V1触发导通，于是有电流通过电阻R8，双向晶闸管V2也导通，接通中间继电器KA1的线圈，当温度高于设定值时，A的输出为低电平，V1，V2关闭，中间继电器线圈断电，继电器返回初态。如此重复上述过程，使温度恒定在设定值附近。在温度过高的情况下，把该电路用在高温报警停止加热的控制中，中间继电器处于吸合状态，辅助触点接常开，并且该电路平常一直保持测温状态。在考虑沸点温度时，再用LM3911温度检测控制集成电路一块，把温度设定在沸点处，因为氟利昂到达沸点后温升不会在提高，用继电器的常闭辅助触点，使得超声波启动。而PLC的程序设计时，只考虑断开时的状态，而不考虑温度下降后继电器的返回。其中温度过高时由上部检测温度的电路发出报警。下图中，电阻R5作为正反馈电阻，用以消除临界温度点附近V2的工作不稳定性；电容C1为防干扰电容。按图3示参数，电位器RP调整温度范围为20～60℃。弗利昂的沸点温度为32℃，因此该电路已经达到测温和控制温度的目的。
b）、浊度报警
在超声波清洗机中，清洗液应该有一定的纯度才能够实现对物件的清洗，在浑浊度达到一定的程度时就需对清洗液进行更换。实现浑浊度检测由浊度传感器电路完成。如图4、5所示。
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