陳昌英 鐘漢生
摘 要:液體混合裝置是企業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較多的一種控制設(shè)備,一般都要求兩種及以上不同液體按照不同配方進(jìn)行混合,基本流程一般為順序控制流程。本文主要介紹了某一液體混合的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),控制器選擇西門子的S7-1200,同時(shí)配合西門子S7-PLCSIM仿真系統(tǒng)進(jìn)行仿真驗(yàn)證,獲得預(yù)期效果。
關(guān)鍵詞:S7-1200;液體混合;PLC;PLCSIM仿真
1.引言
可編程控制器PLC主要應(yīng)用硬接線的繼電器-接觸器控制,隨著技術(shù)的革新漸漸發(fā)展為以下幾種功能控制裝置:邏輯控制、計(jì)時(shí)、技數(shù)、運(yùn)算數(shù)據(jù)處理、模擬量調(diào)節(jié)、聯(lián)網(wǎng)通信等。作為工業(yè)生產(chǎn)過程中主要的控制器,它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,編程較直觀容易,性價(jià)比較高,具有高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。混合液體控制裝置在化工行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、食品行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用,在一些液體混合裝置中還使用傳統(tǒng)的繼電器控制方式,這已經(jīng)不能滿足目前社會(huì)發(fā)展的需要,很多都需要進(jìn)行設(shè)備改造和提升。因此研究基于PLC的液體混合控制系統(tǒng)有較大的應(yīng)用價(jià)值。
2.控制系統(tǒng)要求
本文控制的液體混合裝置如圖所示,其中有A、B兩種液體,四個(gè)液體槽,每個(gè)槽均有上水位和下水位傳感器, P1-P6為水泵,M為攪拌機(jī),R為較熱元件。具體要求如下:
1)要求當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后,泵P1、泵P2打開;當(dāng)1#池滿泵P1停止,當(dāng)2#池滿泵P2停止;然后加熱器R工作,當(dāng)2#池液體溫度到達(dá)60度后,停止加熱。
2)打開泵P3、P4,同時(shí)攪拌機(jī)M工作,60s后停止;當(dāng)1#池空或者3#池滿時(shí)泵P3停止;當(dāng)2#池空或3#池滿時(shí)泵P2停止;
3)打開泵P5,當(dāng)3池空或者4池滿時(shí)泵P5停止;
4)打開泵P6,當(dāng)4池空時(shí)泵P6停止;進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。
3.PLC程序設(shè)計(jì)
3.1 PLC硬件組態(tài)
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇S7-1200PLC作為控制核心,配合HMI觸摸屏進(jìn)行控制,其硬件組態(tài)如下圖所示。HMI觸摸屏可以使得操作界面更加靈活,也可以實(shí)時(shí)觀察程序運(yùn)行的狀態(tài)。另外,在程序調(diào)試過程中,可以結(jié)合西門子PLC的仿真軟件S7-PLCSIM進(jìn)行HMI組態(tài)仿真調(diào)試。
在PLC單元的輸入輸出觸點(diǎn)方面,本系統(tǒng)需要輸入繼電器11個(gè),包括啟動(dòng)按鈕1個(gè),停止按鈕1個(gè),水位傳感器8個(gè),溫度傳感器1個(gè)。需要輸出繼電器8個(gè),包括水泵6個(gè),攪拌機(jī)1個(gè),加熱元件1個(gè)。
3.2 梯形圖設(shè)計(jì)及仿真實(shí)現(xiàn)
在梯形圖編程中,考慮到該系統(tǒng)主要是順序控制為主,因此編程時(shí)候考慮的是狀態(tài)專業(yè)圖的編程方式,這里不再詳細(xì)說明。
為了實(shí)現(xiàn)程序的驗(yàn)證及調(diào)試,通過西門子PLC配套的PLC仿真系統(tǒng)S7-PLCSIM,可以很方便的對(duì)所設(shè)計(jì)的程序進(jìn)行仿真調(diào)試,從而驗(yàn)證程序的可行性和準(zhǔn)確性。本文結(jié)合系統(tǒng)控制要求,設(shè)計(jì)了HMI組態(tài)監(jiān)控界面,在HMI中設(shè)置與PLC 輸入變量相應(yīng)的模擬變量(按鈕及傳感器),使得HMI中模擬變量的作用與PLC直連的輸入觸點(diǎn)作用一致。然后在HMI中設(shè)置指示燈來讀取PLC中輸出變量的狀態(tài)用以觀察程序運(yùn)行結(jié)果,通過HMI仿真,仿真效果符合預(yù)期。
4.總結(jié)
本文PLC以及HMI的液體混合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案合理,具有較好的仿真效果,對(duì)工程實(shí)際有一定的應(yīng)用性,為其它液體混合控制系統(tǒng)的進(jìn)一步研究有較好的參考價(jià)值。
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(作者單位:寧波財(cái)經(jīng)學(xué)院,浙江 寧波 315175)