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)場工作環(huán)境十分惡劣，不適合人工現(xiàn)場操作;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，這也是人工操作和半自動化控制所難以實現(xiàn)的。所以，為了幫助相關(guān)行業(yè)特別是中小型企業(yè)改進液體混合工序，從而達到液體混合自動控制的目的，筆者根據(jù)所學(xué)知識，以三種液體混合為例，設(shè)計出以PLC 為核心的液體混合自動控制系統(tǒng)。

　　本設(shè)計主要利用PLC 來實現(xiàn)對多種液體混合的自動控制，系統(tǒng)中的電磁閥、攪拌機和液面?zhèn)鞲衅魍ㄟ^PLC 按所設(shè)定的參數(shù)動作運行，從而完成液體自動混合。其要求是將三種液體按一定比例混合，在經(jīng)過電動攪拌、等待達到一定的溫度后，才能將混合的液體輸出容器。整個工作過程形成循環(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)的特點是，對于已經(jīng)接好的線路，可以通過改變PCL 的程序來改變控制邏輯和參數(shù)，具有靈活的運用方式。

1 系統(tǒng)控制要求

　　本方案采用的是PLC 控制系統(tǒng)來實現(xiàn)控制要求。如圖1為液體自動混合裝置，其中，Y1，Y2，Y3 是順序控制液體注入的3 個電磁閥，注入液體分別用A，B，C 來表示。Y4 是混合后液體排出的1 個電磁閥;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，傳感器閉合，否則斷開;M 是攪拌電動機。T 是溫度傳感器，溫度高于某一設(shè)定值時，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 和電動機M 均為OFF，液位傳感器L1、L2、L3、L4 均為OFF。

　　1.2 啟動操作

　　按下啟動按鈕，開始下列操作：

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

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

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

　　(4)開啟攪拌機M，攪拌時間為預(yù)先設(shè)定為10 s(可以在工程需要時進行調(diào)節(jié));10 s 后M 為OFF，攪拌停止。

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

　　(6)Y4 打開放出混合液，至液體高度降為L1 后，再經(jīng)5 s延時(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 液位報警功能

　　L4 為安全限制液位傳感器，平時為OFF，當(dāng)液位到達或超過L4 時，L4 為ON，則停止一切活動并報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警功能。

2 系統(tǒng)設(shè)計方案

　　2.1 輸入和輸出點分配

　　2.2 主要器件選擇

　　PLC———根據(jù)I/O 的使用點數(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;——廣州市廣盟計量儀器貿(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)控制過程

　　3.1 系統(tǒng)控制流程

　　3.2 具體分析過程

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

　　(2)在工作過程中，當(dāng)按下SB6 時，Y1、Y2、Y3 均失電，但Y0、Y4、Y5 繼續(xù)得電，整個工作過程繼續(xù)運行到結(jié)束。準(zhǔn)備下一個循環(huán)過程。

　　(3)在工作過程中，當(dāng)液位達到L4 時，X4 得電，其常開觸頭閉合，Y6 得電并自鎖，報警器N 報警，同時對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

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

　　當(dāng)然，在該系統(tǒng)設(shè)計中尚有許多不足，有些地方的設(shè)計思想還不成熟。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，會有良好的發(fā)展前景，被我們更加合理的應(yīng)用于生產(chǎn)實踐當(dāng)中，并帶來經(jīng)濟效益。