三种液体自动混合控制系统

赵益斌

摘要：随着计算机技术的发展，对原有液体混合装置进行技术改造。设计多种液体混合装置利用可编程控制器PLC实现在混合过程中精确控制，提高液体混合比例的稳定性、自动化程度高，适合工业生产的需要。

关键词：多种液体;混合装置;可编程控制器PLC

1 引言

随着科学技术不断发展。以微机技术为基础的可编程控制器也正在改变工业自动化控制的面，成为工业自动化控制的首要产品。

可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入输出控制各种类型的机械或生产过程。

2 设计工艺要求

利用三个电磁阀（电磁阀YV1、电磁阀YV2、电磁阀YV3）控制三种不同的液体（液体A、液体B、液体C），注入混合加热罐中，然后用电炉丝给液体加热，为了使液体均匀加热，利用一台三相异步电动机带动一个搅拌器来搅拌混合加热罐中的物料，使液体均匀加热，当液体温度达到某个设定温度时，停止加热，打开电磁阀YV4，使得液体流出混合加热器。

3 PLC I/O点分配

4 软件设计

4.1系统状态转移图

4.2分析状态转移图

梯形图中按下停止按钮，即X2闭合，则M0、M8040得电，并且M0自锁，使得程序停留在当前状态，只有按下启动按钮，即X1常闭断开，则M0、M8040失电，程序才回接着往下走。（其中M8040表示转移禁止）

当按下急停按钮，即X3闭合，则M8034、则ZRST S0 S22得电，使得输出全部禁止并且从S0到S22状态全部复位。

从S0到S16是系統自动功能，

S0-S10，把转换开关打到自动状态，当混合加热罐空、电磁阀YV1关闭、电磁阀YV2关闭、电磁阀YV3关闭、电磁阀YV4关闭、电炉丝停止加热、搅拌电机停止转动条件满足，状态从S0转移到S10，Y7得电，即电磁阀YV1得电，电磁阀YV1打开，液体A流入混合加热罐中。

S10-S11，当混合加热罐中液体到达L1时，即X13动作，状态从S10转移到S11，Y10、Y0动作，即电磁阀YV1关闭，电磁阀YV2打开，并且L1液位指示灯亮。

S11-S12，当混合加热罐中液体到达L2时，即X14动作，状态从S11转移到S12，Y11、Y1动作，即电磁阀YV2关闭，电磁阀YV3打开，L2液位指示灯亮。

S12-S13，当混合加热罐中液体到达L3时，即X15动作，状态从S12转移到S13，Y6、Y13、Y5、Y2、Y4动作，即电磁阀YV3关闭，加热器加热，搅拌机启动，加热指示灯、L3液位指示灯、搅拌机指示灯亮。

S13-S14，当温度到达设定温度时，即X20动作，状态从S13转移到S14，T0计时30分钟，即停止加热与搅拌，保温30分钟。

S14-S15，当保温时间到，即T0动作，状态从S14转移到S15，Y12动作，即电磁阀YV4打开，放出液体。

S15-S16，当罐空时，即液面达到L4，X16动作，状态从S15转移到S16，Y3动作，即电磁阀YV4关闭，L4液面指示灯亮。

S16-S0，一个循环结束后，再按下自动启动按钮，系统才开始下一个自动循环过程。

S17-S22是系统手动功能

当把转换开关打到手动状态时，如果把液体A转换开关打到启动状态，状态从S0转移到S17，Y7动作，即电磁阀YV1打开，注入液体A。当打到停止状态时，才停止注入液体A。

如果把液体B转换开关打到启动状态，状态从S0转移到S18，Y10动作，即电磁阀YV2打开，注入液体B。当打到停止状态时，才停止注入液体B。

如果把液体C转换开关打到启动状态，状态从S0转移到S19，Y11动作，即电磁阀YV3打开，注入液体C。当打到停止状态时，才停止注入液体C。

如果把液体流出转换开关打到启动状态，状态从S0转移到S20，Y12动作，即电磁阀YV4打开，排除罐中液体。当打到停止状态时，才停止排放。

如果按下搅拌机启动按钮，状态从S0转移到S21，Y13、Y4动作，即搅拌机启动，搅拌指示灯亮，当按下停止按钮，搅拌机停止搅拌。

如果把液体加热转换开关打到启动状态，状态从S0转移到S22，Y6、Y5动作，即加热器开始加热，加热指示灯亮，当打到停止状态时，才停止加热。

5结语

本设计方案按照控制要求和现场实际环境进行设计。主要阐述液体混料罐的自动化控制，实现液体混料全过程：即进料、混料、出料的自动控制。其系统结构简单，运行稳定可靠。

由于客观条件的不足，在本设计中没有将指令程序通过编程器送入PLC，并且还未进行系统模拟调试和完善程序。至于后面的硬件系统的安装，对整个系统进行系统模拟调试和安装运行都无法完成。有待在以后的工作学习中不断进步和完善。

参考文献：

[1]孙振强.可编程控制器原理及应用教程[M].北京：清华大学出版社，2005，10.

[2]李国厚.PLC原理与应用设计[M].北京：北学工业出版社，2005，9.

[3]柴军山.电器控制与PLC课程设计[EB/OL]，[2008-4-16]

[4]张万忠.可编程控制器应用技术[M].北京：化学工业出版社，2002.