淺談用PLC實現液體自動混合控制設計

廖先元

(重慶鐵路運輸技師學院 重慶 400037)

一、工藝步驟

三種液體混合如圖所示，三個傳感器L1、L2、L3分別監視容器液位，三電磁閥控制液體A、B、C輸入，混合液體由電動機攪拌，設攪拌電機M。攪拌機是一種將兩種或多種以上材料攪拌混合的系統，對攪拌機的控制，關系到產品的質量。電爐加熱混合液體，由溫度傳感器檢測溫度，達到一定溫度或時間后，電磁閥才能打開放出液體。

工藝流程：初始狀態下容器是空的，電磁閥Y1、Y2、Y3和攪拌機Y5均為OFF，液面傳感器L1、L2、L3均為OFF；

二、控制具體要求

1.按啟動按鈕，電磁閥Y1、Y2動作，注入液體A、B；2.液面達L2時，停止注入液體A、B，注入液體C；3.當液面升至L1時，停止注入，同時開啟攪拌機；4.攪拌10秒后加熱，當溫度達到時停止加熱，自動放出混合液；5.當液面高度降到L3后，延時5秒開始下一個周期；6.停止：當按下停止按鈕后，要到一個周期完成才能停止，不能中途停止；7.各工序能單獨手動控制，即有自動/手動切換。

三、l/O分配表

根據工藝控制要求，輸入給PLC的信號主要有啟動、停止，三種液體高度輸入，攪拌機、加熱器、混合放出、手動控制輸入，而輸出主要由電磁閥控制三種液體分別流入攪拌罐中、攪拌機電機運轉、電爐加熱也是輸出，所以分析得出I/O分配信息（如下表所示）。

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四、程序狀態轉換圖

根據I/O分配表及控制要求，確定程序設計方案，本控制要求是一個生產工藝控制，有順序關系，利用步進指令很好寫程序，順序控制設計法就是根據現場工作順序，分步完成各個階段完成，在每一步中要完成相關動作，本例流入液體達到某一高度（傳感器檢測）就會停止相應電磁閥的動作，一般用S記錄每一個狀態，用X標記轉換條件，從而描繪出狀態轉換圖，即本步驅動的內容，轉移條件及指令轉移的目標，因此畫出程序狀態轉換圖（如下圖所示）。

五、程序設計及編輯調試

本設計采用三菱FX2N系列PLC，編程軟件是針對三菱GXDEVELOPER升級的GX－WORK2開發的編程軟件，它可以使用個人計算機作為圖形編程器，用于在線（聯機）或者（脫機）開發用戶程序，并可在線實時監控用戶程序的執行狀態，是三菱用戶不可缺少的開發工具。具有簡單，易學，高效，節省編程時間，能夠解決復雜的自動化任務；它具有強大的拓展功能，現在漢化程序后，可在漢化的界面下進行操作，其編程界面如圖所示。

使用起來更加方便，將利用步進指令實現該控制過程，將寫好的程序編輯并在線調試，其參考程序如下：

六、硬件接線圖

以上是實驗室完成功能驗證，用指示燈替代電磁閥的打開及電機啟停，如果用于具體工程上，還存在實際硬件選用，主要還設及到接觸器的選擇、攪拌電動機的選擇、斷路器、液位傳感器、入液、出液電磁閥的選擇、PLC型號的選擇及供配電、控制柜的選擇，安裝導線等的選擇及施工、場工要求等內容，由于篇幅這里就不多闡述。

通過PLC實現液體自動混合控制設計分析，能讓讀者大致了解控制要求經歷的主要步驟，該設計還可深化到利用組態軟件MCGS實現觸摸屏控制，這也是目前工控采用的主要方法。