鄧青

（江西省井岡山應用科技學校，江西 吉安 343000）

液體混合的機器在醫(yī)藥、食品、化工等行業(yè)中的應用很普遍。但這些行業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境很惡劣，并且要求配料精確、控制可靠，用人工操作和半自動化控制難以實現(xiàn)。利用可編程控制器可滿足這些控制要求，不僅在混合過程中控制精確，而且液體混合比例具有穩(wěn)定性，自動化程度高。本項目的實訓在液體混合裝置中完成。

1 系統(tǒng)設(shè)計要求

某生產(chǎn)車間需要對2種液體按一定比例進行混合，經(jīng)過加熱和攪拌，再放出混合后的液體。SL1、SL2、SL3為液面?zhèn)鞲衅鳎后wA、B閥門與混合液體閥門由電磁閥YV1、YV2、YV3控制，M為攪動電機?？刂埔笕缦?。

1.1 初始狀態(tài)

當裝置投入運行時，容器內(nèi)為放空狀態(tài)。

1.2 啟動控制

當按下啟動按鈕SB1，液體A閥門打開，液體A流入容器。當液面到達SL2時，SL2接通，關(guān)閉液體A閥門，打開液體B閥門。液面到達SL1時，關(guān)閉液體B閥門，攪動電機開始攪動。攪動電機工作6s后停止攪動，混合液體閥門打開，開始放出混合液體。當液面下降到SL3時，SL3由接通變?yōu)閿嚅_，再過2s后，容器放空，混合液閥門關(guān)閉，開始下一周期。

1.3 停止控制

當前的液體混合操作完畢后。按下停止按鈕SB1，停止操作。

2 硬件系統(tǒng)設(shè)計

2.1 定義PLC的I/O地址分配（如表1所示）

表1 多種液體自動混合控制電路PLC控制I/O地址分配

2.2 進行硬件連線

根據(jù)I/O地址分配表，多種液體自動混合模擬控制的接線原理圖如圖1所示。

圖1 液體混合裝置控制I/O接線圖

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

使用S7-200 PLC程序設(shè)計如圖2所示。

圖2 2種液體控制電路梯形圖

4 實驗效果

（1）當按下啟動按鈕SB1時，I0.0的動合觸點閉合，線圈M10.0接通，M10.0的動合觸點閉合，使Q0.0保持接通，液體A閥門打開，液體A流入容器。同時，線圈M20.0保持接通。

（2）當液面上升到SL3時，雖然I0.3接通，但沒有引起輸出動作。

（3）當液面上升到SL2時，I0.2接通，M10.3線圈接通，M10.3動合觸點閉合，復位指令R使線圈Q0.0斷開，液體A閥門關(guān)閉，液體A停止流入。同時，保持操作指令S使Q0.1線圈接通，液體B閥門打開，液體B流入容器。

（4）當液面上升到SL1時，I0.1接通，線圈M10.2接通，M10.2的動合觸點閉合，復位指令R使Q0.1線圈斷開，液體B閥門關(guān)閉，液體B停止注入。同時，保持操作指令S使Q0.3線圈接通，電機開始工作，開始攪拌。Q0.3的動合觸點閉合，啟動定時器T37。

（5）6s后，T37定時時間到，T37動合觸點閉合，復位指令R使Q0.3線圈斷開，電機停止攪拌。Q0.3的動斷觸點閉合，線圈M12.4接通，M12.4的動合觸點閉合，M11.4線圈接通，M11.4的動合觸點閉合，保持操作指令S使線圈Q0.2接通，混合液體閥門YV3打開，開始放出混合液體。

（6）當液體下降到SL3時，液面?zhèn)鞲衅鱏L3由接通變?yōu)閿嚅_，此時I0.3斷開，I0.3的動斷觸點閉合，使M11.2線圈接通，M11.2的動合觸點接通一個掃描周期，M20.1線圈接通，M20.1動合觸點閉合，T38啟動定時。

（7）2s后混合液體流完，T38定時時間到，T38動合觸點閉合，Q0.2線圈斷開，混合液體閥門YV3關(guān)閉。同時，Q0.0線圈接通，液體A閥門YV1打開，液體A流入，開始下一次循環(huán)。

（8）當按下停止按鈕SB1后，線圈M10.1接通1個掃描周期，Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3復位，停止工作。

5 系統(tǒng)設(shè)計擴展

為了讓設(shè)計者不僅局限于在實訓設(shè)備上進行設(shè)計和操作，還可以設(shè)計基于組態(tài)軟件的仿真設(shè)計。利用動畫的形式讓設(shè)計者能夠更直觀、形象地看到實驗的真實效果，激發(fā)初學者的學習興趣。

通過創(chuàng)建工程，完成仿真畫面設(shè)計。通過仿真設(shè)計可以讓初學者直觀地看見液體混合裝置設(shè)計的工藝流程。

建立動畫連接。將組態(tài)中的畫面和數(shù)據(jù)進行動態(tài)連接。

腳本程序編寫。在圖2中2種液體混合的程序基礎(chǔ)上修改為3種或者更多的液體混合控制的程序。綜合調(diào)試。連接PLC進行聯(lián)機調(diào)試，將編寫好的程序下載到觸摸屏中，按照控制要求，觀察動畫效果，實現(xiàn)液體混合控制的工藝流程。

6 結(jié)語

經(jīng)過實驗調(diào)試和驗證，該系統(tǒng)設(shè)計穩(wěn)定，可靠性高。通過程序的修改和接線端子增加還可以應用三種或更多種類的液體混合，適用更廣的領(lǐng)域。將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)的PLC實訓設(shè)備相結(jié)合，還可以實訓遠程PLC實驗控制系統(tǒng)，不僅適用于輔助教學方式，還可以作為初學者遠程自主學習的完美途徑。