4)电气元件的选择
按钮：按钮是用于人工操作瞬间接通和断开小电流（5A以下）控制电路的开关。它有不同的结构型式和颜色。一般情况下，起动按钮选用绿色，停止按钮选用红色，紧急停止按钮选用红色蘑菇头型式；需要显示按钮操作状态时选用带指示灯的按钮；大多数按钮的触头为一常开和一常闭，如果需要一个按钮控制两个或两个以上的回路，则选用多对触头的按钮。
机械设备上常用的按钮有LA18、LA19、LA20等几种型号。它们的额定电压为：交流500V、直流440V、额定电流为5A。
行程开关：行程开关用于控制运动机构的行程。它有触点式和无触点式两种类型。有触点行程开关又分为直动式、杠杆式、微动式、组合式，常用的型号有：LX2、LX19、JLXK1、JXW、LXK3、X2等。无触点行程开关有接近开关、干簧管开关、霍尔开关等。
接触器：选用主要考虑主触头的额定电流、额定电压、电磁线圈的额定电压，还应考虑常开和常闭辅助触头的数量和接触器的操作频率。主触头的额定电压应等于或大于主电路的额定电压；电磁线圈的额定电压必须与控制电路的额定电压相同；主触头的额定电流可按以下公式计算确定：
Iec?Ic?Pe?10?3K?Ue
式中 Iec——所选接触器的额定电流（A）； Ic—— 接触器主触头电流（A）；
Pe——被控电动机功率（kW）； K—— 经验系数，一般取1~1.2； Ue——电动机额定线电压（V）
计算结果Iec?14.47A其选型如图3.4.1所示：
额定电流 型号 主触点 触点 时） CJ10-20 20 图 3.4.1
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额定操作频率辅助 （次/小可控制电动机最大容量（kW） 220V 380V 500V 5 600 5.5 10 10 热继电器：用于对异步电动机进行过载保护的热继电器有双金属片时和电子式两种。电子式热继电器保护性能好，适用于重要电动机的保护。如果电气控制系统已经采用自动开关，不必再采用热继电器；对负载恒定、过载可能性很小的电动机，如冷却泵电机，可不设热继电器。
选择热继电器时，要根据电动机的额定电流来确定其额定电流及热元件的电流等级。对星形连接电动机，可使用两相或三相结构的热继电器，对三角形连接的电动机可采用断相保护的热继电器。
热元件的额定整定电流值通常按电动机的额定电流的0.95~1.05倍选用。
热继电器选用型号如图3.4.2所示：
JR16B-20/3 20 JR16B-20/3D 3.5 5 7.2 11 16 22 图3.4.2
2.2~3.5 3.2~5 4.5~7.2 6.8~11 10~16 14~22 额定电流 型 号 （A） 热元件额定电流 0.35 0.50 0.72 1.1 1.6 2.4 电流调节范围（A） 0.25~0.35 0.32~0.50 0.45~0.72 0.68~1.1 1.0~1.6 1.5~2.4 热元件等级 熔断器主要类型有：普通熔断器，半导体保护熔断器等。常用的KS,KG系列。 选择熔断器时，应根据电流的特点及参数求出熔体电流，再根据熔体电流大小选择熔断器的额定电流并确定其型号。
1)对负载电流稳定的电气设备，如照明灯、电阻炉等，可按额定电流选用。 2)对具有冲击电流的电气设备如异步电动机，可按以下方法确定：
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单台电动机长期工作时：
Ir=(1.5~2.5)Ied?Ir?A （9.585-15.975）电动机频繁起动时，上式的系数为3~3.5，计算结果Ir=（19.17-22.365）A。如果多台电动机共用一组熔断器保护，则
Ir?（1.5~2.5）Iemax??Ie 式中 Ir——熔体额定电流； Ied——电动机额定电流；
Iemax——容量最大的电动机的额定电流；
?Ie——除容量最大的电动机之外，其余电动机的额定电流之和。
熔断器（KS8半导体保护熔断器)的选择如图3.4.3所示：
计算结果Ir=（22.365-28.755）A
图3.4.3
4.电气控制方案的确定
电气控制方案的合理性直接影响机械设备工作的可靠性、易维修性以及经济性。设计电气控制系统时必须综合考虑，在保证机械设备要求的工作可靠性和易维修性的前提下，应采用简单、经济的电气控制方案。
机械设备电气控制系统通常包括电气调速系统、逻辑控制系统和数字控制系统。 4.1 电气逻辑控制装置的选择
电气逻辑控制装置有继电器-接触器控制屏、顺序控制器和PLC。
继电器-接触器控制屏的电路结构简单，直观易懂，输出功率大，价格便宜。其缺点是触头容易产生电磨损，工作时有机械振动，容易造成触头松动。这几种情况的发生都会降低控制系统的工作可靠性，一旦出现故障，检查和维修很不方便。
顺序控制器是一种介于继电器-接触器控制屏和PLC之间的一种控制装置。它具有改变 容易的特点，尤其是采用插销板编程时，改变插销的位置就可以改变程序，使用
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很方便。这种控制装置适用于动作顺序不太复杂的控制系统，特别适用于需要经常改变工作顺序的生产机械的自动控制。但是这种控制系统由于插销比较多，接触不良的故障时有发生，可靠性不太高，而且这种产品由于没有专业厂生产，所以目前已很少应用。
PLC具有通用性强、应用控制系统设计组装周期短、编程简单、修改容易、调试直观、维护方便、可靠性高、体积小、重量轻等优点，目前以广泛应用于各行各业机械设备的自动控制。但与继电器-接触器控制屏相比，PLC的价格比较贵。
如果机械设备执行机构比较少，工作程序和控制要求比较简单，无论采用电气传动还是液压传动或气压传动，其控制系统宜采用继电器-接触器控制屏。
对于执行机构比较多、工作程序和控制要求比较复杂的机械设备，其控制装置应采用PLC。
有些机械设备虽然执行机构少，工作程序也不复杂，但工作程序要求经常变动，这种设备应采用PLC控制。
4.2 控制方式的选择
控制方式通常有行程控制、时间控制和其他物理量（压力、流量、电流、速度等）控制。
行程控制方式是利用机械设备运动部件上的碰块或感应头，触发在固定位置安装的行程开关或无触头行程开关，以此发出行程信号来实现位置控制。凡是要求进行位置控制的执行机构都应采用行程控制方式。
时间控制方式是利用时间继电器或PLC的定时器，使控制系统按工艺要求的不同时段进行程序步切换，实现生产过程的自动控制。因此，机械设备的工作程序如果要求要求延续一般时间后才切换的则应采用时间控制方式。对于要求实现位置控制的执行机构，如果其行程很短，无法安装行程开关。在运动速度比较稳定的情况下，根据运动速度与时间的乘积等于行程的原理，也可以采用时间控制方式来实现位置控制。
4.3 系统动作要求
1)起动：起动时要求逆物料流动方向按一定时间间隔顺序起动。其起动顺序为：
2)停止：停止时要求顺物料流动方向按一定时间间隔顺序停止。其停止顺序为：
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3)紧急停止：紧急情况下无条件地把PD-1、PD-2、PD-3、YV全部同时停止。 4)M1、M2和M3电机功率都是5.5KW。
5)当热继电器FR动作时，无条件复位所有电机。 4.4 确定I/O点数及PLC的选型
伴随着微电子技术和计算机技术的快速发展，PLC的成本不断下降，因为促进了PLC的应用。但并不是所有的控制都必须使用PLC，可以使用计算机控制或继电接触器控制。
在确定控制系统方案时，首先应明确是否有必要采用PLC控制。如果控制系统非常简单，所需I/O点很少，或者虽然I/O点需要较多，但控制关系非常简单，各部分之间联系很少，可以考虑不用PLC，而采用传统的继电接触器控制。除此之外，只要满足下列情况之一，应该首选 PLC。
1）系统所需I/O点数较多（比如在十几个点以上），控制要求比较复杂。 2）现场处于工业环境，而又要求控制系统具有较高可靠性。
3）系统的工艺流程可能经常发生变化，输入、输出控制量需经常调整。
4）要求完成多种定时、计数、甚至复杂的逻辑、算术运算，以及对模拟量的控制。 5）需要完成与其他设备实现通信或联网。
6）系统体积很小，要求控制设备嵌入系统设备之中等。 4.5 输入、输出设备的数量
根据示意图和控制要求可知，该系统需要6个输入点和4个输出点。 4.6 PLC的选择
此控制系统只有简单的开关量控制，没有模拟量的输入或输出，对系统的响应时间也没有特殊的要求，时间继电器的定时也是固定的，小型PLC即可满足要求。因系统需要6个输入点和4个输出点，可选用西门子公司的整体式小型SP-200，完全满足要求。
4.6.1常用PLC的编程指令系统
1）LD指令 LD（Load）：取指令，适用于梯形图中与左母线相连的第一个常开触点，表示一个逻辑行的开始。
2）LDN指令 LDI（Load Inverse）：取反指令，适用于梯形图中与左母线相连的第一个常闭触点。
3）OUT指令 OUT（Out）：线圈驱动指令（又叫输出指令），适用于将运算结果驱动输出继电器、辅助继电器、定时器和计数器的线圈，但不能用于输入继电器。OUT指
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PLC电机顺序启停控制设计
