两种液体的混合装置PLC控制系统设计

两种液体的混合装置 PLC 控制系统设计设有两种液体A和B在容器内按照一定比例进行混合搅拌，装置结构 如图10-1所示。其中SL1、SL2、SL3为液面传感器，当液面淹没时分别 输出信号。YV1、YV2、YV3为电磁阀，M为搅拌用电动机。图10-1 两种液体混合装置示意图1控制要求(1) 初始状态此时各阀门关闭，容器是空的。YV1=YV2=YV3=OFFSL1=SL2=SL3=OFFM=OFF(2) 启动操作合上起动开关，开始下列操作： YVl=ON，液体A流入容器，当液面到达SL3时，YV1=OFF, YV2=0N; 液体B流入，液面达到SL1时，YV2=OFF, M=ON,开始搅拌(设时 间为16 s)。在搅拌期间，为了搅拌的均匀，缩短搅拌时间，要求：正、 反转搅拌； 混合液体搅拌均匀后，M=OFF，YV3=ON，放出混合液体。 当液体下降到SL2时，SL2从ON变为OFF，再过20 s后容器放空， 关闭YV3。(YV3=OFF)完成一个操作周期； 只要没断开开关，则自动进入下一操作周期。(3) 停止操作当断开起停开关，待当前混合操作周期结束后，才停止操作，使系统 停止于初始状态。(4) 拖动情况搅拌机由一台三相异步电动机拖动，要求电动机可正、反转，直接起动，自由停机。2设计要求(1) 完成控制要求中的控制过程。(2) 搅拌液体时，要求：正、反搅拌交替进行。(3) 在发生突发事件后(如突然停电)整个控制系统能继续突发事件前工作状态工作，也能通过手动使系统回到原始(循环工作前)状态。(4) 作出I/O分配表、PLC的I/O接线图。设计流程图、梯形图、指令表、调试操作板布置图。(5) 编制设计使用说明书。3设计过程(1) I/O分配表(见表10 -1)在了解了系统工艺要求和控制要求后，首先要做I/O分配，把已知的 输入信号和输出信号分配给PLC的指定I/O端子。表10-1 I/O分配表(2) PLC的I/O接线图(见图10 -2)图10-2 PLC的I/O接线图(3) 设计梯形图程序根据控制要求，选择用顺序控制设计两种液体混合装置的系统控制， 其步骤如下： A液体流入(对应的Y11=ON),当SL3液面中位传感器动作(X3=ON)， 使KV1停止工作(Y11=OFF)。 KV2接通(Y12=ON)，B液体流入。当液面达到SL1时(X1=ON)，使KV2 停止(Y12=OFF)。 此时 A、B 两种液体已装满，要求搅拌机开始工作，使 KM1 接通(Y1=ON)，2 s(T1=ON)后，KM1 断开,KM2 接通(Y2=ON)，(T2=ON) 2s 后, 换为KM2断开，KM1接通。循环4次搅拌结束。 打开放出混合液体电磁阀YV3( Y13=0N),放出混合液体，直到SL2 液面低位传感器动作(X2=0N)时计时，(T3=ON)20 s后，使YV3断开(Y13=0FF)完成一个周期。根据以上步骤的顺序，可画出顺序控制功能图，如图10 -3所示。注意：用顺序控制，可实现当电源突然停止供电后，控制系统停下，但一旦再供电时，程序可按原执行的步骤接下去运行。 为了防止意外，设置手动程序。让容器内的液体放出。(4) 设计梯形图 根据两种液体混合装置的顺序控制功能图可画出其梯形图，如图10-4所示。(5) 指令表(见表10 -2)表10-2 指令表图10 -3 两种液体混合装置顺序控制功能图图10 -4 两种液体混合装置控制梯形图(6) 程序调试把程序输入到PLC内存后，为了检验程序的正确性，需要对程序进行 调试。这里介绍实验室模拟调试法。输入点短接法：当程序语句较少，输入点较少时，可采用输入点短接法。在本例中， 只有5个输入点，具体调试步骤如下： 初始状态。5个输入X0、XI、X2、X3、XlO均为OFF, 5个输出Y1、 Y2、Y11、Y12、Y13 均为 OFF。 启动操作。将X0与COM短接，短接后不要断开，相当于开关合上， 此时Y11指示灯亮，相当于电磁阀YV1打开，液体A流入容器。 液面上升到SL2位置，将X2与COM短接，短接后不要断开。相当 于液面已淹没液面传感器SL2。 液面上升到SL3位置，将X3与COM短接，短接后不要断开。相当于液面已淹没液面传感器SL3。此时Y11指示灯灭。相当于电磁阀YV1关 闭，液体A停止流入。而Y12的指示灯亮，相当于电磁阀YV2打开，液体 B 开始流入容器。 液面上升到 SL1 位置，将 X1 与 COM 短接不要断开，相当于液面已 淹没液面传感器SL1。此时Y12的指示灯灭，相当于电磁阀YV2关闭，液 体 B 停止流入。 搅拌Y1指示灯亮，相当于搅拌机开始正向运行。2s后，Y2指示灯 亮，（Y1指示灯灭）反复4次后，（共16 s）Y13指示灯亮（Y1、Y2均灭）。 表示搅拌机停止工作。 液面下降，Y13指示灯亮，相当于YV3放混合液体电磁阀门打开， 开始排放混合液体。将X1与COM短接线断开，相当于液面低于SL1位置。 再把X3与COM短接线断，相当于液面低于SL3位置。 液面下降低于 SL2 位置，将 X2 与 COM 断开。表示开始排放剩余液 体, 20 s后，Y13指示灯灭，相当于混合液体排放完毕，电磁阀YV3关闭。 此时Y11指示灯亮，表示液体A重新流入容器，开始下一个工作周期。 停止工作。将X0与COM断开，等到Y13指示灯灭后。系统不能进 行下一周期工作。(7) 操作板面布置为了监控两种液体的混合装置控制系统的工作情况，在电源回路中安装HLO为电源指示灯。在Yll、Y12、Y13输出的电磁阀线圈回路中分别装 三个指示灯HL1、HL2、HL3。操作板面布置如图10 -5所示。图10 -5 操作板面布置(8) 编制设计使用说明书。包括使用说明和设计小结(略)