基于PLC多种液体混合控制系统的设计

2017-05-30连乔

大东方 2017年5期

连乔

摘要：可编程控制器结合了计算机技术，自动控制理论，通信技术等，是一种基于微处理器的工业控制产品。可编程控制器结构比较简单，工作性能比较优越，可靠性能也比较高并且维护比较方便。所以可编程控制器应用非常广泛，几乎每个行业都有可编程控制器的身影。本设计采用S7-200系列机型进行程序设计，利用组态王软件对自动装料运行进行画面组态。

关键词：自动控制；混合装置；组态；多种液体

一、多种液体混合控制系统的硬件设计

（一）控制系统的工艺要求

多种液体混合控制系统基本由三种不同类型的液体混合装置组成，有SL1液位传感器、SL2液位传感器、SL3液位传感器、SL4液位传感器，液体的上面有三个电磁阀门，分别为YV1电磁阀，YV2电磁阀，YV3电磁阀，YV4电磁阀控制。

控制系统的要求如下：

1.初始状态：当设备投产后，将容器排空的状态。

2.启动：按下启动按钮SB1，意味着开始按规定工作，A液阀打开，A液倒入容器中。

专门用于搅拌的电机转动后，电机工作大约1分钟，混合液体开始流出。当容器内的液位下降后，液位开关SL1和液位开关SL2从开到关，将容器全部排空。混合液体阀YV4关闭后20秒后，然后开始操作的下一个周期。

3.设备停止：要将设备停止时，必须按下按钮停止，容器内当前的循环周期与余下的循环工作完成时，整个系统又开始回到初始状态。

（二）硬件设计

1.2.1 PLC机型的选择

西门子可编程控制器S7-200系列，具有如下特点，所有输入输出的电路采用的是双向光耦DC24V的数字量输入电路。这种类型的继电器也包含数字量输出，也采用单向光耦合输入的电路。该可编程控制器具有高速计数器的功能。它采用PPI，MPI等通讯协议。本PLC也具有很强的扩展功能和PID控制功能等。软件资源丰富，而且指令丰富，功能比较强大。因此本系统选用CPU226 PLC控制。

本系统根据实际需求，采用S7-200 CPU226 PLC可编程控制器来对本设计进行硬件设计和编程。

1.2.2 混合装置的基本组成

1.液体混合罐：散装液体混合装置，提供了三个液体混合所需的空间。

2.管道：有四个电磁阀连接到管道上，在三种类型的液体的不同的时间被混合进入槽和液体混合输出。

3.液位传感器：由于不同的液体进入主控制装置的量，可根据需要对水平传感器可相应调整，以满足输入混合的液体不同的比例。

4.电机：连接箱通过轴混合叶片，以提供电源以搅拌液体混合物。

1.2.3 液体混合装置运行流程分析

系统进入运行后，在进入A液体，即液位到达传感器SL1时容器开启，第一阀打开。当容器内的液位到达容器SL2传感器的位置，在流程上就必须关闭液体的阀门，并且将装有B液体的阀门打开。类似地，当液位到达传感器SL3时控制液体B，当液位到达传感器SL4时关闭阀门，同时打开液体阀C注入液体C，达到系统的需求量时关闭液体阀C，启动搅拌马达，还启动一个定时器，以控制搅拌电机的工作时间。需要打开马达混合阀混合液体，待流体D产出后停止工作，容器液面通过传感器SL4，SL3，SL2控制阀门的开关，但不会使系统其他受控设备动作。当液面下降至传感器SL1时，SL1控制相应的阀门开关，只是这一次SL1可启动计时器以完成液体和排气阀中的定时关闭D。在D中混合液排气闭合时，如果系统没有接收到停止命令时，系统将进入下一循环工作。

1.2.4可编程控制器的硬件设计

1.I/O点分配

我们在对可编程控制器硬件部分设计之前，必须对I/O点的地址进行分配。如下表中所示的多种液体混合控制系统的外部输入输出分配表2-1。

2.PLC外部硬件接线图

本设计采用西门子的可编程控制器进行多液体混合控制系统的设计，根据CPU226型号PLC的外部结构及三种液体混合控制系统的控制要求画出PLC的外部硬件接线图。如图2-3 所示为PLC外部硬件接线图。

二、多种液体混合控制系统的软件设计

（一）液体混合系统运行流程图

通过液体混合设备及其控制系统的运行过程进行了简要的分析，我们对系统和控制要求的进一步了解，进行梯形图设计，实现整个系统的逻辑控制。

（二）运行调试

1.下载程序

使用STEP 7-MICRO/ WIN32编程软件打开三种液体混合控制系统的设计PLC程序，正确编译，将程序下载到CPU 226芯片模块。

2.组态王与PLC连接