工业多种液体混合装置PLC控制系统的设计

    工业多种液体混合装置的示意图如图7-10所示。H、M、L分别为高液位、中液位、低液位的液面传感器开关，当液面淹没该点时相应传感器开关接通(ON)，否则为分断(OFF)。YV1、YV2、YV3分别为进液电磁阀和出液电磁阀，M为搅拌电动机，它们得电时用“ON”表示其状态，失电时用“OFF”表示其状态。

    图7-10    多种液体混合装置示意图

    一、控制要求

    1．初始状态

    初始状态容器是空的，各个阀门均处于关闭状态（即YV1 = YV2 = YV3 = OFF），各个液位传感器开关也处于关断状态（即H=I=L=OFF），电动机M也处于失电停转状态(即M=OFF)。

    2．启动操作

   (1)按下控制系统的启动按钮，设备按以下规律动作：阀门YV1得电开启(YV1=ON)，液体A注入搅拌桶，当液面上升至I液位时，中液位传感器开关在浮球的浮力作用下接通(I=ON)，停止A液体的注入，同时让B液体注入搅拌桶（即关闭YV1电磁阀开启YV2电磁阀，使YV1=OFF、YV2=ON）。

   (2)当液位升高至高液面H时，YV2电磁阀失电关闭(YV2=OFF)，停止注入B液体，同时启动搅拌电动机M (M=ON)，开始搅拌液体。

   (3)搅拌10s后关闭搅拌电动机M(M=OFF)，并启动YV3 (YV3=ON)开始排出经搅拌均匀之后的混合液体。

   (4)当液面降至低液位L时（L从ON → OFF），延时Ss之后，容器即可排空，此时应使YV3电磁阀关闭(YV3 = OFF)停止排液工作，至此完成一个混合搅拌周期，随后才可以开始一个新的周期。

    3．停止操作

    按下控制系统的停止按钮之后，只有在当前这一轮的混合搅拌完成后，才能停止操作（进入初始状态）。

    二、系统I/O地址分配

    分析上述控制要求，该控制系统中所要用到的输入设备有系统启动按钮SB0、系统停止按钮SB1、高液位检测传感器开关H、中液位检测传感器开关I和低液位检测传感器开关L。被PLC控制的输出设备有注液电磁阀YV1、YV2，排液电磁阀YV3以及搅拌电动机M。

    下面根据以上所列出的输入/输出设备为其配置PLC的输入/输出继电器地址编号，即可得到如表7-6所示的PLC输入/输出地址分配表。同时为了完成程序控制功能，程序中还需要引入一些内部继电器和定时器来作为各状态的控制位与相关状态的计时用，引用的内部继电器的清单列表如表7-7所示。

    表7-6    PLC控制多种液体混合装置控制程序的I/O分配表

    表7-7    PLC控制多种液体混合装置控制程序的中间继电器（内部继电器）地址分配表

    三、硬件接线图

    通过对以上输入/输出设备及PLC输入/输出继电器的地址编号的分析，绘制PLC外围硬件接线图如图7-11所示。

    图7-11    多种液体混合装置的PLC控制系统硬件接线图

    四、编制梯形图程序及指令表

    根据以上提出的控制要求以及该控制系统配置的软件资源地址，绘制出控制系统的工作流程图及梯形图程序，如图7-12所示。

    图7-12    多种液体搅拌装置控制程序

   (a)工作流程图；(b)梯形图；(c)指令表程序

    多种液体混合装置的工作时序波形图如图7-13所示。

    图7-13    多种液体混合装置控制程序执行时序波形图

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