彭军

摘 要：随着社会的不断发展，自动化控制技术得到了广泛的运用，其中PLC以安全性能高、能耗量低、开发简单等特点被广泛运用在工业领域之中。开关控制和逻辑控制是PLC的基础应用，它取代了继电器电路实现了逻辑控制和顺序控制，可以单独控制一个设备也可以控制多个设备以实现自动化控制生产。模拟量控制可以使生产过程中的连续变换量如温度、压力、液位、流量等模拟量通过PLC实现模拟量与数字量之间的转换。

关键词：PLC；阀门；纯水投入

1 绪论

纯水是指不含杂质的水，又称去离子水，通常可以由自来水通过蒸馏法，离子交换法等其他合适的加工方式获得。由于不含杂质从而被广泛用于生物领域，化工领域等。在化工行业中纯水的投入方式和投入量的精度直接影响到产品的质量。

1.1现状分析

设计前采用的是人工投入，例如1000KG的投入量误差大约10KG左右，误差较大。还需通过量尺丈量反应釜内纯水的投入量，在丈量的过程中难免会吧杂质带到产品中去，影响产品的质量。并且存在一定的安全隐患。

1.2 方案确认

通过PLC设计控制电气设备的操作，对纯水投入量起到精确的控制，在不考虑称重仪器和地域区域对纯水的量的误差，使投入量的误差控制在千分之二以内。方案如图1.2所示：

2系统整体设计

2.1系统设计要求

为实现本系统设计需要人机界面触摸屏、PLC、断路器、继电器、开关、DC和AC电源、质量流量计、阀门等。利用PLC实现对流量的计算和阀门的控制来减小对纯水的投入误差。以大阀门主路、小阀门旁路管道设计更有效的减少投入时间和投入误差。由图2.1所示：

2.2 PLC整体设计

PLC在系统中主要对流量计算、阀门开关、计量启动/停止等控制。其中X0为质量流量计的PLUS输入，X1～X4为阀门手动和自动输入，X5～X7为计量的启动、停止和清零输入，Y0为大阀门的输出，Y1为小阀门的输出。同时PLC还增加了一个模拟模块连接一个微型打印机，可以把数据通过微型打印机实时打印出来。

2.3 控制盘设计

根据现场环境和设计要求，把本设计所需的电气设备通过电路连接的控制盘，主要规格如下：表2.1所示：

2.4开关电路设计

MCB断路器是该电路的总控制电源开关，当MCB合上，整体电路通电。SW是阀门手动和自动选择开关，当SW为手动模式，可以手动控制纯水投入。当SW为自动模式，可在SB1计量开始后，纯水投入达到需要量后自动停止，从而实现纯水投入系统自动控制。

2.5PLC和人机界面触摸屏程序设计

在自动投入开始后管道大阀门和小阀门都打开，PLC把质量流量计的PULS通过X0输入给PLC存储和计算，PLC通过和触摸屏上投入量的设定值进行比对，在投入设定值减去当前值达到小开量设定值时，管道主路大阀门关闭，纯水继续由旁路小阀门投入当当前值达到该设定值后自动投入结束。在下次计量开始后当前计量值将被清零。如图2.5所示：

3 总结

原纯水投入方式1000KG误差在10KG左右，且每次需用量尺丈量反应釜内纯水投入量，不仅误差大耗时多，而且存在污染和安全问题。更换了PLC控制系统纯水投入1000KG，经过多次测试誤差在2 KG以内，节约了一定量的生产力和生产时间，提高了生产质量和生产效率。同时避免了一些不安全因数，达到了安全，高效的生产环境。

参考文献：

[1]高安邦.三菱PLC工程应用设计，机械工业出版社，2010（01）

[2]王建，宋永昌.触摸屏实用技术，机械工业出版社，2012（06）