液体混合装置.doc

一、任务提出 在化工行业经常涉及多种化学液体的混合问题，如图429a所示是某一液体混合装置，上限位、下限位和中限位液位传感器，在其各自被液体淹没时为ON，反之为OFF。阀YV1、阀YV2和阀YV3为电磁阀，线圈通电时打开，线圈断电时关闭。开始时容器是空的，各阀门均关闭，各传感器均为OFF。按下启动按钮后，打开阀YV1，液体A流入容器，中限位开关变为ON时，关闭阀YV1，打开阀YV2，液体B流入容器。当液面到达上限位开关时，关闭阀YV2，电机M开始运行，搅动液体，60 s后停止搅动，打开阀YV3，放出混合液，当液面降至下限位开关之后再过5s，容器放空，关闭阀YV3，打开阀YV1，又开始下一周期的操作。按下停止按钮，在当前工作周期的操作结束后，才停止操作（停在初始状态）。 二、原理分析 为了用PLC控制器来实现任务，PLC需要5个输入点，4个输出点，输入输出点分配见表44。表4-4 输入输出点分配表 输入继电器 作用 输出继电器 作用 XO 中限位传感器 YO 电磁阀YV1线圈 X1 上限位传感器 Y1 电磁阀YV2线圈 X2 下限位传感器 Y2 电机M X3 启动按钮 Y3 电磁阀YV3线圈 X4 停止按钮 由输入输出点的分配表画出PLC的外部接线图，如图4-29b所示，由提出的任务画出波形图，如图4-30所示。液体混合装置的工作周期划分为6步，除了初始步之外，还包括液体A流人容器、液体B流人容器、搅动液体、放出混合液和容器放空这5步。用MO表示初始步，分别用M1M5表示液体A流人容器、液体B流人容器、搅动液体、放出混合液和容器放空。用各限位传感器、按钮和定时器提供的信号表示各步之间的转换条件。画出顺序功能图如图4-31所示，这是选择序列的顺序功能图，用“启一保一停”电路设计的梯形图如图4-32所示。三、知识链接 顺序控制设计法中停止的处理在任务要求中，停止按钮X4的按下并不是按顺序进行的，在任何时候都可能按下停止按钮，而且不管什么时候按下停止按钮都要等到当前工作周期结束后才能响应。所以停止按钮X4的操作不能在顺序功能图中直接反映出来，可以用M10间接表示出来，如图4-32所示。每一个工作周期结束后，再根据Ml0的状态决定进入下一周期还是返回到初始状态。从图4-32液体混合装置梯形图可看出，M10用“启一保一停”电路和启动按钮X3、停止按钮X4来控制，按下启动按钮X3，Ml0变为ON并保持，按下停止按钮X4，M10变为OFF，但是系统不会马上返回初始步，因为M10只是在步M5之后起作用。 四、任务实施 1将五个模拟按钮的常开触点分别接到PLC的XOX4（如图4-29b所示的输入部分），并连接PLC电源。检查电路正确性，确保无误。 2输入如图4-32所示的梯形图，进行程序调试，调试时要注意动作顺序，运行后先，按下X3（模拟启动），再依次按下XO（模拟中限位开关），X1（模拟上限位开关），等待一段时间（超过60 s）后，按下X2（模拟下限位开关），每次操作都要监控观察各输出(YOY3)和相关定时器（T0T1）的变化，检查是否实现了液体混合系统所要求的液体混合功能。 3继续调试程序，顺序按下XOX1X2，监控观察各输出(YOY3)和相关定时器（T0T1）的变化，、输出和定时器的变化与上一步相同。再在调试过程中的任何时候（例如，按下XO后按下X4），观察停止功能，是否在当前工作周期结束后才能响应停止操作并返回初始步。 五、思考与练习 1如图4-33所示是某物料自动混合装置。在初始状态时容器是空的，电磁阀YV1、YV2、YV3和YV4，搅拌电动机M，液面传感器L1、L2和L3，加热器H和温度传感器T的状态均为OFF。在物料自动混合控制时，按下启动按钮，开始下列操作。 (1)电磁阀YV1开启，开始注入物料A，至高度L3，并闭阀YV1，同时开启电磁阀YV2，注人物料B，当液面上升至高度L2（此时L2、L均为ON）时，关闭阀W2，同时开启电磁阀YV3，注人物料C，当液面上升至L1时，关闭阀YV3。 (2)停止物料C注入后，启动搅拌电动机M，使A、B、C三种物料混合，搅拌10S。 (3)10 s后停止搅拌，开启电磁阀YV3，放出混合物料，当液面高度降至L3后，再经5s关闭电磁阀YV3。按下停止按钮，在当