物料的混合操作是一些工廠關(guān)鍵的或不可缺少的一環(huán)，尤其在化工行業(yè)中，經(jīng)常需要將兩種或兩種以上的液體按照一定的比例混合，然后再做相應(yīng)的后續(xù)處理和加工。對(duì)物料混合裝置的要求是設(shè)備對(duì)物料的混合質(zhì)量高、生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度高、適應(yīng)范圍廣、抗惡劣工作環(huán)境等。采用PLC來控制液體攪拌機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)靈活、可靠性高、使用范圍廣等特點(diǎn)，完全滿足物料混合控制工藝的要求，能大大提高對(duì)各種成分含量的有效控制，提高生產(chǎn)效率，因此多種物料混合的PLC控制具有廣泛的應(yīng)用。

    多種液體按一定比例進(jìn)行混合是物料混合的一種典型形式，本實(shí)例中以兩種液體的混合裝置的控制為例，來介紹PLC在液體混合裝置控制中的應(yīng)用。

    一、控制工藝流程

    兩種液體混合裝置的控制工藝流程圖如圖10-1所示，主要包括對(duì)混料裝置的加料、混料以及出料的控制。在該控制實(shí)例中使用H、I、L3個(gè)液位傳感器來檢測(cè)液位，使用3個(gè)電磁閥門來分別控制液體1、液體2的進(jìn)入和混合液的排出。

    圖10-1    液體混合裝置控制工藝圖

    整個(gè)實(shí)例的控制流程描述如下：液面在最下方時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，可進(jìn)行連續(xù)混料。首先，控制液體1的閥門Q0.0，液體1流人容器。當(dāng)液面上升到傳感器I的位置時(shí)，關(guān)閉液體1的閥門Q0.0，打開控制液體2的閥門Q0.1。當(dāng)液面上升到傳感器H的位置時(shí)，控制液體2的閥門Q0.1關(guān)閉，此時(shí)攪拌電動(dòng)機(jī)開始工作。攪拌電動(dòng)機(jī)工作6s后，停止攪拌，混合液體閥門打開，開始放出混合液體。當(dāng)液面降到傳感器L的檢測(cè)位置時(shí)，延時(shí)2s后，關(guān)閉混合液體閥門3Q0.2，然后再開始下一周期操作。若工作期間有停止按鈕按下，則待本次混料結(jié)束后方能停止攪拌機(jī)的工作，不再進(jìn)入下一周期工作。由于初始工作時(shí)，液位不一定在液面的最下方，為此需按下復(fù)位按鈕，使料面液位處于最下方。

    二、控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

    1．輸入/輸出信號(hào)分析

    系統(tǒng)的輸入信號(hào)：?jiǎn)��?dòng)按鈕1個(gè)，停止按鈕1個(gè)，液位傳感器3個(gè)，共5個(gè)輸入信號(hào)，需5個(gè)輸入端子。

    系統(tǒng)的輸出信號(hào)：控制進(jìn)料的電磁閥2個(gè)，控制出料的電磁閥1個(gè)，電機(jī)接觸器1個(gè)，共4個(gè)輸出信號(hào)，需4個(gè)輸出端子。

    2．PLC的輸入/輸出分配表

    編制PLC的輸入/輸出分配表如表10 -1所示。

    表10-1    PLC的輸入/輸出分配表

    除了上述的PLC輸入輸出分配表外，其他編程元件地址分配表如表10-2所示。

    表10-2    其他編程元件地址分配表

    3．PLC選型

    根據(jù)表10-1所示的PLC輸入/輸出分配表，參考表2-1，考慮到留有15%的余量，本實(shí)例中選用西門子公司的S7-200系列小型PLC CPU222實(shí)現(xiàn)對(duì)液體混合裝置的控制。

    4．液體混合裝置硬件接線圖

    根據(jù)表10-1所示的PLC輸入/輸出分配表，可設(shè)計(jì)如圖10-2所示的PLC主機(jī)的硬件接線圖。

    圖10-2    液體混合裝置PLC控制的硬件接線圖

    5．液體混合裝置控制邏輯圖

    根據(jù)液體混合裝置的控制工藝流程，可設(shè)計(jì)出如圖10-3所示的液體混合裝置PLC控制邏輯圖。

    圖10-3    混料罐控制邏輯圖

    三、系統(tǒng)控制程序

    根據(jù)該液體混合裝置的控制要求，并考慮到各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的轉(zhuǎn)步條件，可設(shè)計(jì)其順序功能圖如圖10-4所示，其對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖10-5所示。

    圖10-4    液體混合裝置順序功能圖

    圖10-5    液體混合裝置的PLC控制梯形圖