三種液體自動混合控制系統

趙益斌

摘要：隨著計算機技術的發展，對原有液體混合裝置進行技術改造。設計多種液體混合裝置利用可編程控制器PLC實現在混合過程中精確控制，提高液體混合比例的穩定性、自動化程度高，適合工業生產的需要。

關鍵詞：多種液體;混合裝置;可編程控制器PLC

1 引言

隨著科學技術不斷發展。以微機技術為基礎的可編程控制器也正在改變工業自動化控制的面，成為工業自動化控制的首要產品。

可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計，它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計算和算術操作等面向用戶的指令，并通過數字式或模擬式輸入輸出控制各種類型的機械或生產過程。

2 設計工藝要求

利用三個電磁閥（電磁閥YV1、電磁閥YV2、電磁閥YV3）控制三種不同的液體（液體A、液體B、液體C），注入混合加熱罐中，然后用電爐絲給液體加熱，為了使液體均勻加熱，利用一臺三相異步電動機帶動一個攪拌器來攪拌混合加熱罐中的物料，使液體均勻加熱，當液體溫度達到某個設定溫度時，停止加熱，打開電磁閥YV4，使得液體流出混合加熱器。

3 PLC I/O點分配

4 軟件設計

4.1系統狀態轉移圖

4.2分析狀態轉移圖

梯形圖中按下停止按鈕，即X2閉合，則M0、M8040得電，并且M0自鎖，使得程序停留在當前狀態，只有按下啟動按鈕，即X1常閉斷開，則M0、M8040失電，程序才回接著往下走。（其中M8040表示轉移禁止）

當按下急停按鈕，即X3閉合，則M8034、則ZRST S0 S22得電，使得輸出全部禁止并且從S0到S22狀態全部復位。

從S0到S16是系統自動功能，

S0-S10，把轉換開關打到自動狀態，當混合加熱罐空、電磁閥YV1關閉、電磁閥YV2關閉、電磁閥YV3關閉、電磁閥YV4關閉、電爐絲停止加熱、攪拌電機停止轉動條件滿足，狀態從S0轉移到S10，Y7得電，即電磁閥YV1得電，電磁閥YV1打開，液體A流入混合加熱罐中。

S10-S11，當混合加熱罐中液體到達L1時，即X13動作，狀態從S10轉移到S11，Y10、Y0動作，即電磁閥YV1關閉，電磁閥YV2打開，并且L1液位指示燈亮。

S11-S12，當混合加熱罐中液體到達L2時，即X14動作，狀態從S11轉移到S12，Y11、Y1動作，即電磁閥YV2關閉，電磁閥YV3打開，L2液位指示燈亮。

S12-S13，當混合加熱罐中液體到達L3時，即X15動作，狀態從S12轉移到S13，Y6、Y13、Y5、Y2、Y4動作，即電磁閥YV3關閉，加熱器加熱，攪拌機啟動，加熱指示燈、L3液位指示燈、攪拌機指示燈亮。

S13-S14，當溫度到達設定溫度時，即X20動作，狀態從S13轉移到S14，T0計時30分鐘，即停止加熱與攪拌，保溫30分鐘。

S14-S15，當保溫時間到，即T0動作，狀態從S14轉移到S15，Y12動作，即電磁閥YV4打開，放出液體。

S15-S16，當罐空時，即液面達到L4，X16動作，狀態從S15轉移到S16，Y3動作，即電磁閥YV4關閉，L4液面指示燈亮。

S16-S0，一個循環結束后，再按下自動啟動按鈕，系統才開始下一個自動循環過程。

S17-S22是系統手動功能

當把轉換開關打到手動狀態時，如果把液體A轉換開關打到啟動狀態，狀態從S0轉移到S17，Y7動作，即電磁閥YV1打開，注入液體A。當打到停止狀態時，才停止注入液體A。

如果把液體B轉換開關打到啟動狀態，狀態從S0轉移到S18，Y10動作，即電磁閥YV2打開，注入液體B。當打到停止狀態時，才停止注入液體B。

如果把液體C轉換開關打到啟動狀態，狀態從S0轉移到S19，Y11動作，即電磁閥YV3打開，注入液體C。當打到停止狀態時，才停止注入液體C。

如果把液體流出轉換開關打到啟動狀態，狀態從S0轉移到S20，Y12動作，即電磁閥YV4打開，排除罐中液體。當打到停止狀態時，才停止排放。

如果按下攪拌機啟動按鈕，狀態從S0轉移到S21，Y13、Y4動作，即攪拌機啟動，攪拌指示燈亮，當按下停止按鈕，攪拌機停止攪拌。

如果把液體加熱轉換開關打到啟動狀態，狀態從S0轉移到S22，Y6、Y5動作，即加熱器開始加熱，加熱指示燈亮，當打到停止狀態時，才停止加熱。

5結語

本設計方案按照控制要求和現場實際環境進行設計。主要闡述液體混料罐的自動化控制，實現液體混料全過程：即進料、混料、出料的自動控制。其系統結構簡單，運行穩定可靠。

由于客觀條件的不足，在本設計中沒有將指令程序通過編程器送入PLC，并且還未進行系統模擬調試和完善程序。至于后面的硬件系統的安裝，對整個系統進行系統模擬調試和安裝運行都無法完成。有待在以后的工作學習中不斷進步和完善。

參考文獻：

[1]孫振強.可編程控制器原理及應用教程[M].北京：清華大學出版社，2005，10.

[2]李國厚.PLC原理與應用設計[M].北京：北學工業出版社，2005，9.

[3]柴軍山.電器控制與PLC課程設計[EB/OL]，[2008-4-16]

[4]張萬忠.可編程控制器應用技術[M].北京：化學工業出版社，2002.