謝海良 王愛花

摘要：用Multisim創(chuàng)建了一種工業(yè)混料器的仿真模型，對其運(yùn)行過程進(jìn)行仿真分析，為實際的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計提供了必要的參考資料和第一手?jǐn)?shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)；混料器；Multisim

中圖分類號：TM7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-6487 （2018） 01-0036-02

0 引言

工業(yè)混料器在化工、食品、制藥等原料生產(chǎn)企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，它的作用是將幾種原材料按照工藝要求設(shè)定的體積比或重量比進(jìn)行混勻調(diào)配后再進(jìn)入下一個生產(chǎn)工藝流程。

1 工業(yè)混料器的設(shè)計要求

在混料器料罐空時，由啟動按鈕啟動混料器，自動完成從進(jìn)料到混合料完全排出的全過程。如果在需要啟動時，混料器由于料罐不空而無法啟動，則在使用排空按鈕進(jìn)行料罐排空后，再由啟動按鈕啟動混料器。進(jìn)料閥、排料閥和攪拌機(jī)均由開關(guān)控制。并且，進(jìn)料閥和排料閥分別控制料罐料位的升高和降低。料罐料位和混料比設(shè)置以百分?jǐn)?shù)形式顯示?；炝媳仍O(shè)置采用數(shù)值遞增或遞減的方式進(jìn)行。為方便設(shè)置，將混料比預(yù)設(shè)為50%。為防止在混料進(jìn)程中改變混料比，混料器啟動后，應(yīng)自動關(guān)閉混料比設(shè)置[1]。

2 工業(yè)混料器的工作原理

以2種流體料的混合為例，按設(shè)定體積比進(jìn)行混勻調(diào)配，控制系統(tǒng)采用PLC控制方式，其控制原理如圖1所示?；炝掀鞯目刂剖且訮LC控制器為核心，協(xié)調(diào)控制各模塊工作，見圖1所示。

2.1 PLC控制器

輸入端接收混料開關(guān)信號（包括啟動，排空，液位的滿、中、空等開關(guān)信號），輸出控制混料設(shè)備、液位控制器和混料比設(shè)定電路。

2.2液位控制器

在PLC控制器的控制下，按照混料比的設(shè)定要求，產(chǎn)生混料的液位信號，并以百分比的形式顯示混料液位[2]。

2.3混料比設(shè)定電路，按使用要求

設(shè)定2種混合液料的混料比（以百分比的形式顯示）。本電路模塊有默認(rèn)設(shè)置（如50%），在此基礎(chǔ)上，可增減設(shè)置混合液料的混料比[3]。

2.4混料比設(shè)定開關(guān)禾和混料控制關(guān)，產(chǎn)生各種控制信號

2.5混料比設(shè)定顯示和液位顯示，以百分比形式顯示混料比和液位

3 基于Multisime'JI，ll混料器J設(shè)-

3.1 PLC控制器設(shè)計

PLC控制器的硬件電路由輸入模塊（基地址為100，接收輸入開關(guān)信號）和輸出模塊（基地址為200，輸出控制信號）組成。根據(jù)工業(yè)混料器的功能要求，編制PLC控制程序，流程圖如圖2所示‘鍆。

3.2液位控制器設(shè)計

液位控制器用來模擬液體混料器的液位增減。當(dāng)混料器啟動后，混料器進(jìn)料閥A打開，液位增加（從O增加到設(shè)定值）；到設(shè)定值后，混料器運(yùn)料閥A關(guān)閉、進(jìn)料閥B打開，液位繼續(xù)增加（從設(shè)定值增加到100%）；攪拌器工作；最后排料閥C打開，液位降低（從100%減小到O）。這樣，一次混料過程結(jié)束[5]。

3.3混料比設(shè)定電路設(shè)計

混料比設(shè)定電路用來設(shè)定兩種工業(yè)原料的體積比，本電路預(yù)設(shè)為50。當(dāng)系統(tǒng)PLC控制器工作時，PLC控制器輸出“工作”信號，封鎖混料比的設(shè)定。

3.4總體電路設(shè)計

將單元電路PLC控制模塊、液位控制器模塊和混料比設(shè)定電路模塊連接在一起，外接輸人開關(guān)、輸出指示燈和顯示數(shù)碼管，構(gòu)成如圖3所示的工業(yè)混料器總體電路。

4 仿真分析

4.1 混料比設(shè)定功能

按P鍵，切換開關(guān)S2至上觸點，在此基礎(chǔ)上按D鍵，當(dāng)開關(guān)Sl在上觸點時，混料比在初值（50）的基礎(chǔ)上自動增加；按D鍵，開關(guān)Sl在下觸點時，混料比自動減小。當(dāng)混料比達(dá)到確定值時，將開關(guān)S2切換至下觸點，設(shè)定停止。或者在混料比設(shè)定的過程中，按S鍵，合上啟動開關(guān)Jl，啟動混料器，設(shè)定電路封鎖設(shè)定值[6]。

4.2液位信號增減和混料器閥門狀態(tài)顯示功能

按S鍵，合上開關(guān)Jl，液位控制器和PLC控制器工作。液位顯示數(shù)據(jù)從000向上遞增，當(dāng)液位顯示數(shù)據(jù)在000—050時，進(jìn)料閥A指示燈亮；當(dāng)液位顯示數(shù)據(jù)在050～100時，進(jìn)料閥A指示燈滅，進(jìn)料閥B指示燈亮；當(dāng)液位顯示數(shù)據(jù)在100時，攪拌機(jī)指示燈亮，且延時至設(shè)定值。最后，排料閥打開，排料閥指示燈C亮，液位顯示數(shù)據(jù)從100向下遞減到000，整個混料過程結(jié)束。

4.3檢修

檢修功能是模擬工業(yè)混料器的檢修操作，當(dāng)開關(guān)J2合上時，PLC控制器延時2s，同時排料閥C指示燈亮，表示排除剩料，進(jìn)行檢修操作。

5 結(jié)束語

用Multisim可以快速設(shè)計出工業(yè)混料器電路，并進(jìn)行仿真分析，大大縮短了工業(yè)混料器的開發(fā)設(shè)計周期，為實際的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計提供了必要的參考資料和第一手?jǐn)?shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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[6] 常華，袁剛，常敏嘉.仿真軟件教程：Multisim和Matlab [M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.