异步电机的同步速度为：
= 式（2-3）
异步电机的转速为：
式（2-4）
其中； 为异步电机的理想空载转速；
为异步电机转子转速；
为异步电机的定子电源频率；
为异步电机的极对数。
从上式可知，当极对数不变时，电机转子转速与定子电源频率成正比，因此连续调节异步电机供电电源频率，就可以连续平滑地调节电机的同步转速，从而调节其转子的转速。
变频调速时，从高速到低速都可以保持有限的转差率，因而变频调速具有高效率、高精度、调范围广平滑性较高、机械特性较硬的优点，调速性能可与直流电动机调速系统相媲美。因此，变频调速是交流异步电机一种比较合理和理想的调速方法，其频率调节时的机械特性曲线如图2－3所示。
图2－3异步电动机变频调速时机械特性曲线
第3章 方案的基本的选择
3.1 可编程控制器PLC的选择
可编程逻辑控制器简称PLC，是以微处理器为基础，综合计算机技术、自动化技术和通讯技术而发展起来的一种新型工业控制装置。它将传统的继电器控制技术和现代计算机信息处理两者的优点结合起来，成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制设备。
3.1.1 PLC的基本结构
PLC的类型繁多，功能和指令系统也不同，但是结构与工作原理则大同小异，通常由中央处理单元CPU、存储器、输入输出等部分组成。如图3-1所示：
图3-1 可编程序控制器的基本结构
1．主机
主机部分包括中央处理器、系统程序存储器、用户程序及数据存储器、输入输出扩展接口、外部设备接口和电源等部分组成。中央处理器是PLC的核心部分，它包括微处理器和控制接口电路，用于运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，将结果送到输出端，并响应外部设备的请求以及进行各种内部判断等。
2．输入/输出(I/O)接口 I/O接口是PLC与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备。
3．输入/输出扩展单元 I/O扩展接口用于将外部输入/输出端子数的扩展单元和基本单元连接在一起。输入输出扩展接口有并行接口、串行接口和双口存储器等多种形式。
4．外部设备接口
外部设备接口是PLC主机实现人--机对话、机--机对话的通道。通过它，PLC可以与编程器、打印机等外部设备相连。该接口的功能是串行/并行数据的转换、通信格式的识别、数据传输的出错检验、信号电平的转换等。
5．编程
编程是PLC利用外部设备，用户用来输入、检查、修改、调试程序或监视PLC的工作情况。通过专用的PC/PPI电缆线将PLC与电脑连接，并利用专用的软件进行电脑编程和监控。
6．电源单元 电源是供给PLC电源的器件，通常为输入设备提供直流电源。它的作用是把外部的供电电源变换成系统内部各电源所需的电源。可编程序控制器的电源一般采用开关电源，特点是输入电压范围宽、体积小、重量轻、效率高。
3.1.2 PLC的主要特点
PLC是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式。PLC以通用或专用CPU作为字处理器，实现通道(字)的运算和数据存储，另外还有位处理器(布尔处理器)，进行点(位)运算与控制。PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。
1.可靠性
对可维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性。PLC的可靠性高表现在下列几个方面。
(1)与继电器逻辑控制系统比较，PLC不需要大量的活动元件和接线电子元件，它的接线大大减少，系统的维修简单，PLC还采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息保护及恢复等，提高了MTBF，降低了MTTR，使可靠性提高。PLC还具有编程简单，操作方便等特点，因此对操作人员的技能要求降低，操作人员容易学习和掌握，一般不容易发生操作的错误，可靠性因此提高。
(2)与通用的计算机控制系统比较，PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言，编程出错率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高；在硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件、采用先进的工艺制造流水线制造、对干扰的屏蔽隔离和滤波等。在软件方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施。例如，采用软件滤波、软件自诊断、简化编程语言等。
2.易操作性
PLC的易操作性表现在下列几个方面：
（1）操作方便：PL