基于PLC變頻控制的多液體混合控制系統設計

摘 要：應用西門子S7-200PLC和西門子MM440變頻器，實現了多液體自動混合控制，該系統利用液位傳感器控制實現了混合液體自動配比，能根據液體種類利用變頻器調速進行不同速度攪拌，能進行溫度控制和PH監控，提高了液體混合生產控制的靈活性和質量，并且在實踐中證實了該系統的可行性。

關鍵詞：變頻器；PLC；混合控制；梯形圖

文獻標識碼：B 中圖分類號：TP273

目前，化工、制藥等行業正在向自動化、提高生產效率方向發展。在這些行業中，多種液體混合是必不可少的工序。因此，開發液體自動混合配料系統，達到液體精確、安全、可靠混合的目的，已成為上述行業迫切需要解決的重要問題。變頻器能實現無極調速，容易實現自動控制，應用越來越多。PLC是專用于工業控制的計算機[1]，成為工業自動化領域三大技術支柱之一。本文基于以上兩種技術發展應用和液體自動配料混合的需要，設計了基于PLC變頻控制的液體混合控制系統。

1 PLC變頻控制的液體混合控制系統控制要求

本系統為三種液體混合，由液位傳感器BG1、BG2、BG3，液體A閥門MB1、液體B閥門MB2、液體C閥門MB3、混合液閥門MB4、酸液控制閥MB5和堿液控制閥MB6，攪勻電機M，加熱器H，PH傳感器，溫度傳感器T組成。具體要求是打開“啟動”開關，混合液閥門打開20秒將容器放空后關閉，然后進液體A，當液面到達BG3時，關閉MB1，打開MB2。液面到達BG2時，關閉MB2，攪勻電機以速率1攪拌，當攪拌1分鐘后，停止攪拌開MB3。當液面到達BG1時，關閉液MB3，以速率2攪拌，攪拌時間2分鐘后加熱，達溫加熱器停止加熱，PH值監控啟動，當PH值達到設定范圍，MB4得電，放混合液。液面下降到BG1時，BG1由接通變為斷開，再過20秒容器放空，MB4關閉，開始下一周期。

2 PLC變頻控制的液體混合控制系統硬件設計

（1）PLC和變頻器的選擇。

本系統需6個輸入10個輸出端子，考慮到擴展容量，選擇S7-200PLC的CPU226。不同液體混合需要不同攪拌速度，需用變頻器調速。本系統選用變頻器MM440用于調速。變頻器MM440使用固定頻率調速可實現15段速度，設置頻率源參數P1000=3， P0700=2，命令源為數字量輸入端子DIN，用數字量輸入端子DIN選擇固定頻率組合，實現電機多段速度運行[3]。

（2）液體混合系統輸入輸出分配。

根據上面分析，酸液體具體混合系統輸入輸出分配見下表。液閥在當混合溶液的pH值與設定值相比較偏大時自動打開；堿液閥在當混合溶液的pH值與設定值相比較偏小時自動打開[4]。

3 PLC變頻控制的液體混合控制系統軟件設計

4 結論

本文設計的多液體混合控制系統具有靈活、擴展方便等優點，液體的個數和攪拌速度都可改變，實現了多種液體混合的全過程，包括進料、混料、出料等過程。實踐證明，該系統工作穩定可靠，性價比高，已在多種場合得到應用，應用效果明顯。

參考文獻：

[1]王永華.現代電氣控制及PLC應用技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，2016.

[2]李新倬，郭偉.生活垃圾預處理帶式輸送機速度調節設計[J].起重運輸機械，2016，（1）：14.

[3]劉顏良，李夏，付海濤.基于西門子PLC和MM440變頻器的多段速控制方法應用[J].電工技術，2011，（8）：47.

[4]趙曉初.PLC變頻控制的多液體混合控制系統[J].軍民兩用技術與產品，2015，（2）：53.

作者簡介：王秀（1978-），女， 山東菏澤人，碩士，菏澤學院講師，研究方向：自動控制與檢測。