在現(xiàn)今醫(yī)藥、食品、化工等行業(yè)中，多種液體混合是必不可少的工序，而且也是生產(chǎn)過(guò)程中十分重要的組成部分。但是，由于這些行業(yè)中所用到的材料，多為易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質(zhì)，以致于現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境十分惡劣，不適合人工現(xiàn)場(chǎng)操作;另外生產(chǎn)要求該系統(tǒng)要具有混合精確、控制可靠、工作效率高等特點(diǎn)，這也是人工操作和半自動(dòng)化控制所難以實(shí)現(xiàn)的。所以，為了幫助相關(guān)行業(yè)特別是中小型企業(yè)改進(jìn)液體混合工序，從而達(dá)到液體混合自動(dòng)控制的目的，筆者根據(jù)所學(xué)知識(shí)，以三種液體混合為例，設(shè)計(jì)出以PLC 為核心的液體混合自動(dòng)控制系統(tǒng)。

　　本設(shè)計(jì)主要利用PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)多種液體混合的自動(dòng)控制，系統(tǒng)中的電磁閥、攪拌機(jī)和液面?zhèn)鞲衅魍ㄟ^(guò)PLC 按所設(shè)定的參數(shù)動(dòng)作運(yùn)行，從而完成液體自動(dòng)混合。其要求是將三種液體按一定比例混合，在經(jīng)過(guò)電動(dòng)攪拌、等待達(dá)到一定的溫度后，才能將混合的液體輸出容器。整個(gè)工作過(guò)程形成循環(huán)狀態(tài)，在按停止按鈕后，系統(tǒng)依然要完成本次混合才能結(jié)束。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是，對(duì)于已經(jīng)接好的線(xiàn)路，可以通過(guò)改變PCL 的程序來(lái)改變控制邏輯和參數(shù)，具有靈活的運(yùn)用方式。

1 系統(tǒng)控制要求

　　本方案采用的是PLC 控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制要求。如圖1為液體自動(dòng)混合裝置，其中，Y1，Y2，Y3 是順序控制液體注入的3 個(gè)電磁閥，注入液體分別用A，B，C 來(lái)表示。Y4 是混合后液體排出的1 個(gè)電磁閥;L1、L2、L3、L4 是混合罐內(nèi)依次向上的液位傳感器，當(dāng)液體浸住液位傳感器時(shí)，傳感器閉合，否則斷開(kāi);M 是攪拌電動(dòng)機(jī)。T 是溫度傳感器，溫度高于某一設(shè)定值時(shí)，T 閉合;H 為加熱電爐。

　　1.1 初始狀態(tài)

　　容器是空的，電磁閥Y1、Y2、Y3 和電動(dòng)機(jī)M 均為OFF，液位傳感器L1、L2、L3、L4 均為OFF。

　　1.2 啟動(dòng)操作

　　按下啟動(dòng)按鈕，開(kāi)始下列操作：

　　(1)電磁閥Y1 先打開(kāi)，開(kāi)始注入液體A，并開(kāi)始在PLC中計(jì)時(shí)，以控制液體的總流，當(dāng)液面升至L1 時(shí)，L1 為ON，停止注入液體A，關(guān)閉Y1。

　　(2)開(kāi)啟電磁閥Y2，注入液體B，當(dāng)液面升至L2 時(shí)，L2為ON，停止注入液體B，關(guān)閉Y2。

　　(3)開(kāi)啟電磁閥Y3，注入液體C，當(dāng)液面升至L3 時(shí)，L3為ON，停止注入液體C，關(guān)閉Y3。

　　(4)開(kāi)啟攪拌機(jī)M，攪拌時(shí)間為預(yù)先設(shè)定為10 s(可以在工程需要時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié));10 s 后M 為OFF，攪拌停止。

　　(5)開(kāi)啟加熱器(H 為ON)，開(kāi)始加熱，待加熱到T 溫度傳感器設(shè)定值C 時(shí)，T 閉合，加熱器H 為OFF，加熱過(guò)程結(jié)束。

　　(6)Y4 打開(kāi)放出混合液，至液體高度降為L(zhǎng)1 后，再經(jīng)5 s延時(shí)(以利于液體全部放出)停止放出。

　　1.3 停止操作

　　按下停止按鈕，在當(dāng)前的操作處理完畢后，停止操作，回到初始狀態(tài)。

　　1.4 液位報(bào)警功能

　　L4 為安全限制液位傳感器，平時(shí)為OFF，當(dāng)液位到達(dá)或超過(guò)L4 時(shí)，L4 為ON，則停止一切活動(dòng)并報(bào)警給工作人員檢查系統(tǒng)故障，即該系統(tǒng)具有液位傳感器損壞報(bào)警功能。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

　　2.1 輸入和輸出點(diǎn)分配

　　2.2 主要器件選擇

　　PLC———根據(jù)I/O 的使用點(diǎn)數(shù)，擬采用三菱FX2N-48MR型PLC。

　　供電電源———額定功率為7.5kW，額定電壓為380V，額定頻率為50Hz。

　　液面?zhèn)鞲衅?amp;mdash;——廣州市廣盟計(jì)量?jī)x器貿(mào)易有限公司的GWT-1 接觸式水浸傳感器。

　　溫度傳感器———佛山市順德區(qū)佛誠(chéng)電子有限公司的FC-Z 型電阻式溫度傳感器。

3 系統(tǒng)控制過(guò)程

　　3.1 系統(tǒng)控制流程

　　3.2 具體分析過(guò)程

　　(1)當(dāng)按下SB0 按鈕(X0)時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)，Y1 得電并自鎖，注入液體A;當(dāng)液位傳感器L1(X1)得電時(shí)，Y2 得電并自鎖，注入液體B，此時(shí)Y1 失電，停止注入液體A;當(dāng)液位傳感器L2(X2)得電時(shí)，Y3 得電并自鎖，注入液體C，此時(shí)Y2 失電，停止注入液體B;當(dāng)液位傳感器L3(X3)得電時(shí)，停止注入液體C，同時(shí)Y0 得電并自鎖，攪拌機(jī)開(kāi)始攪拌，定時(shí)器T0 開(kāi)始計(jì)時(shí)10 s;10 s 后，T0 得電閉合，Y5 得電并自鎖，加熱器開(kāi)始加熱，當(dāng)X5 閉合，即溫度T 升高到設(shè)定溫度C 時(shí)，Y4 得電并自鎖，開(kāi)始排放液體;當(dāng)液位降到L1 時(shí)，X1 失電，X1 常閉觸頭斷開(kāi)，定時(shí)器T1 開(kāi)始計(jì)時(shí)5 s，5 s 后，Y4 失電，停止排放液體。

　　(2)在工作過(guò)程中，當(dāng)按下SB6 時(shí)，Y1、Y2、Y3 均失電，但Y0、Y4、Y5 繼續(xù)得電，整個(gè)工作過(guò)程繼續(xù)運(yùn)行到結(jié)束。準(zhǔn)備下一個(gè)循環(huán)過(guò)程。

　　(3)在工作過(guò)程中，當(dāng)液位達(dá)到L4 時(shí)，X4 得電，其常開(kāi)觸頭閉合，Y6 得電并自鎖，報(bào)警器N 報(bào)警，同時(shí)對(duì)Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5 復(fù)位，停止一切工作，等待工作人員檢查故障。

4 結(jié)束語(yǔ)

　　隨著PLC 技術(shù)的飛速發(fā)展，人們可以對(duì)原有液體混合裝置進(jìn)行技術(shù)改造，提出數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)控制、運(yùn)行監(jiān)視、報(bào)警、運(yùn)行管理等多方面要求。按照本設(shè)計(jì)組成的液體混合控制系統(tǒng)，采取了一系列可靠的設(shè)計(jì)方案，利用PLC 實(shí)現(xiàn)了對(duì)混合過(guò)程的精確控制，提高了工作過(guò)程的穩(wěn)定性和自動(dòng)化程度，具有很高的可靠性與實(shí)用性。因此具有廣闊的市場(chǎng)前景，適合于各種液體的混合調(diào)配。

　　當(dāng)然，在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中尚有許多不足，有些地方的設(shè)計(jì)思想還不成熟。但是，隨著可編程邏輯控制系統(tǒng)的日益發(fā)展，相信這套系統(tǒng)在不久的將來(lái)，會(huì)有良好的發(fā)展前景，被我們更加合理的應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，并帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。