基于PLC的純水投入系統的設計

彭軍

摘 要：隨著社會的不斷發展，自動化控制技術得到了廣泛的運用，其中PLC以安全性能高、能耗量低、開發簡單等特點被廣泛運用在工業領域之中。開關控制和邏輯控制是PLC的基礎應用，它取代了繼電器電路實現了邏輯控制和順序控制，可以單獨控制一個設備也可以控制多個設備以實現自動化控制生產。模擬量控制可以使生產過程中的連續變換量如溫度、壓力、液位、流量等模擬量通過PLC實現模擬量與數字量之間的轉換。

關鍵詞：PLC；閥門；純水投入

1 緒論

純水是指不含雜質的水，又稱去離子水，通常可以由自來水通過蒸餾法，離子交換法等其他合適的加工方式獲得。由于不含雜質從而被廣泛用于生物領域，化工領域等。在化工行業中純水的投入方式和投入量的精度直接影響到產品的質量。

1.1現狀分析

設計前采用的是人工投入，例如1000KG的投入量誤差大約10KG左右，誤差較大。還需通過量尺丈量反應釜內純水的投入量，在丈量的過程中難免會吧雜質帶到產品中去，影響產品的質量。并且存在一定的安全隱患。

1.2 方案確認

通過PLC設計控制電氣設備的操作，對純水投入量起到精確的控制，在不考慮稱重儀器和地域區域對純水的量的誤差，使投入量的誤差控制在千分之二以內。方案如圖1.2所示：

2系統整體設計

2.1系統設計要求

為實現本系統設計需要人機界面觸摸屏、PLC、斷路器、繼電器、開關、DC和AC電源、質量流量計、閥門等。利用PLC實現對流量的計算和閥門的控制來減小對純水的投入誤差。以大閥門主路、小閥門旁路管道設計更有效的減少投入時間和投入誤差。由圖2.1所示：

2.2 PLC整體設計

PLC在系統中主要對流量計算、閥門開關、計量啟動/停止等控制。其中X0為質量流量計的PLUS輸入，X1～X4為閥門手動和自動輸入，X5～X7為計量的啟動、停止和清零輸入，Y0為大閥門的輸出，Y1為小閥門的輸出。同時PLC還增加了一個模擬模塊連接一個微型打印機，可以把數據通過微型打印機實時打印出來。

2.3 控制盤設計

根據現場環境和設計要求，把本設計所需的電氣設備通過電路連接的控制盤，主要規格如下：表2.1所示：

2.4開關電路設計

MCB斷路器是該電路的總控制電源開關，當MCB合上，整體電路通電。SW是閥門手動和自動選擇開關，當SW為手動模式，可以手動控制純水投入。當SW為自動模式，可在SB1計量開始后，純水投入達到需要量后自動停止，從而實現純水投入系統自動控制。

2.5PLC和人機界面觸摸屏程序設計

在自動投入開始后管道大閥門和小閥門都打開，PLC把質量流量計的PULS通過X0輸入給PLC存儲和計算，PLC通過和觸摸屏上投入量的設定值進行比對，在投入設定值減去當前值達到小開量設定值時，管道主路大閥門關閉，純水繼續由旁路小閥門投入當當前值達到該設定值后自動投入結束。在下次計量開始后當前計量值將被清零。如圖2.5所示：

3 總結

原純水投入方式1000KG誤差在10KG左右，且每次需用量尺丈量反應釜內純水投入量，不僅誤差大耗時多，而且存在污染和安全問題。更換了PLC控制系統純水投入1000KG，經過多次測試誤差在2 KG以內，節約了一定量的生產力和生產時間，提高了生產質量和生產效率。同時避免了一些不安全因數，達到了安全，高效的生產環境。

參考文獻：

[1]高安邦.三菱PLC工程應用設計，機械工業出版社，2010（01）

[2]王建，宋永昌.觸摸屏實用技術，機械工業出版社，2012（06）