基于Multisim的工業混料器的設計與開發

謝海良 王愛花

摘要：用Multisim創建了一種工業混料器的仿真模型，對其運行過程進行仿真分析，為實際的產品開發設計提供了必要的參考資料和第一手數據。

關鍵詞：工業；混料器；Multisim

中圖分類號：TM7

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6487 （2018） 01-0036-02

0 引言

工業混料器在化工、食品、制藥等原料生產企業中得到廣泛應用，它的作用是將幾種原材料按照工藝要求設定的體積比或重量比進行混勻調配后再進入下一個生產工藝流程。

1 工業混料器的設計要求

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行料罐排空后，再由啟動按鈕啟動混料器。進料閥、排料閥和攪拌機均由開關控制。并且，進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置以百分數形式顯示。混料比設置采用數值遞增或遞減的方式進行。為方便設置，將混料比預設為50%。為防止在混料進程中改變混料比，混料器啟動后，應自動關閉混料比設置[1]。

2 工業混料器的工作原理

以2種流體料的混合為例，按設定體積比進行混勻調配，控制系統采用PLC控制方式，其控制原理如圖1所示。混料器的控制是以PLC控制器為核心，協調控制各模塊工作，見圖1所示。

2.1 PLC控制器

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

2.2液位控制器

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

2.3混料比設定電路，按使用要求

設定2種混合液料的混料比（以百分比的形式顯示）。本電路模塊有默認設置（如50%），在此基礎上，可增減設置混合液料的混料比[3]。

2.4混料比設定開關禾和混料控制關，產生各種控制信號

2.5混料比設定顯示和液位顯示，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-

3.1 PLC控制器設計

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

3.2液位控制器設計

液位控制器用來模擬液體混料器的液位增減。當混料器啟動后，混料器進料閥A打開，液位增加（從O增加到設定值）；到設定值后，混料器運料閥A關閉、進料閥B打開，液位繼續增加（從設定值增加到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，一次混料過程結束[5]。

3.3混料比設定電路設計

混料比設定電路用來設定兩種工業原料的體積比，本電路預設為50。當系統PLC控制器工作時，PLC控制器輸出“工作”信號，封鎖混料比的設定。

3.4總體電路設計

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

4 仿真分析

4.1 混料比設定功能

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

4.2液位信號增減和混料器閥門狀態顯示功能

按S鍵，合上開關Jl，液位控制器和PLC控制器工作。液位顯示數據從000向上遞增，當液位顯示數據在000—050時，進料閥A指示燈亮；當液位顯示數據在050～100時，進料閥A指示燈滅，進料閥B指示燈亮；當液位顯示數據在100時，攪拌機指示燈亮，且延時至設定值。最后，排料閥打開，排料閥指示燈C亮，液位顯示數據從100向下遞減到000，整個混料過程結束。

4.3檢修

檢修功能是模擬工業混料器的檢修操作，當開關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，進行檢修操作。

5 結束語

用Multisim可以快速設計出工業混料器電路，并進行仿真分析，大大縮短了工業混料器的開發設計周期，為實際的產品開發設計提供了必要的參考資料和第一手數據。

參考文獻

[1] 從宏壽，程衛群，李紹銘.Multisim8仿真與應用實例開發[M].北京：清華大學出版社，2007.

[2] 萬琰，謝海良，基于Multisiml0的任意計數器的設計與仿真[J].世界科技研究與發展，2008，30（4）：452 454.

[3] 謝海良，齊偉民.基于Multisim9. 0的單管放大電路分析[J].世界科技研究與發展，2008（1）：46-48.

[4] 王冠華，王伊娜.Multisim8電路設計及應用[M].北京：國防工業大學出版社，2006.

[5] 孔云龍，謝海良.Multisim9.0在電子電路實驗中的應用[J].三門峽職業技術學院學報，2008（1）：117 118.

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