用PLC实现多种液体自动混合控制

1、用PLC实现多种液体自动混合控制近年来PLC在处理速度、控制功能、通信能力以及控制 领域等方面都不断有新突破，因此当今PLC是集计算机技术、 通信技术和自动控制技术为一体的新型工业控制装置，它具 有可靠性高，编程方便、环境要求低、体积小、重量轻、功 耗低等特点，是一种专为工业控制设计及过程控制的数字运 算操作的电子系统，是实现机电一体化的理想控制设备。PLC的应用范围很广泛，目前国内市场的PLC较常见的进口机有美国的 AB公司和通用电气（CE）公司，日本的三 菱公司的立石公司，以及德国的西门子公司的产品。日本松 下电工公司的FP系列PLC进入国内市场相对较晚，但因其品 种齐全、功能完善，而且在

2、设计上有其独到之处，所以近年 来推广很快。FP1系列机属于小型机，它一般由主控单元、 扩展单元、 智能单元三部分组成。 该系列包括有 C14, C16, C24, C40, C56, C72六种型号的主机和 E8,E16,E24,E40四种型号的 扩展单元。主控单元加扩展单元的 I/O 点数最大可扩展至 152 点。 FP1 系列不但硬件配置齐全，而且软件功能也很强，共 有 192 条指令。它具有结构紧凑、硬件配置齐全、软件功能 强大等特点，而且它的某些功能甚至可与大型机相媲美，所 以具有较高的性价比，特别适合于在轻工行业的中小型企业 中推广应用。本文采用日本松下公司生产的 FP1 系列C40

3、-AFP12416（电源电压为 AC1O0-240V,输入点数为 24 点，输出点数为16点，输入电压为 DC24V,输出类型为继 电器输出，AFP12416为品名）可编程控制器为主控部件，设计了一种对多种液体进行自动混合的控制系统。一、系统简介及控制要求 多种液体混合控制主要是将 3 种液体分别注入、搅拌、 加热，最终达到自动混合的目的，L1、L2、L3 为液位传感器，被液面淹没时输出高电平；丫1、丫2、丫3、Y4为电磁阀，得电时打开，失电时关闭； M 为搅拌电机； H 为加热器，如图 1 所示。具体控制要求如下：1. 初始状态容器是空的，阀门 丫1、丫2、丫3、Y4均为OFF液位传感 器L

4、1、L2、L3均为OFF,搅拌机M为OFF,加热器H为OFF。2. 混合过程按下启动按钮SB0,液体混合装置按以下规律循环工作：（1）电磁阀丫1开启（Y1=ON），开始注入液体 A;当液 面高度达到L3时，（L3=ON），停止注入液体 A （ Y1=OFF， 同时开启液体 B电磁阀丫2 （丫2=ON）注入液体B;当液面升 至L2时（L2=ON），停止注入液体 B （ Y2=OFF同时开启液 体C电磁阀丫3（ 丫3=ON）注入液体C;当液面升至L1时（L1=ON）， 停止注入液体 C （丫3= OFF，同时启动搅拌机 M （ M=ON ），开始搅拌（2）搅拌 10秒钟，液体搅拌均匀后， 停止搅拌

5、（ M =OFF）， 加热器开始对液体加热（ H=ON）。（3）当混合液体温度达到某一指定值时（T=ON） ,加热器停止加热（H=OFF）,开启电磁阀 丫4 （丫4=0N）,放出混合 液体。（4）液面下降到L3后，（L3= OFF,再经过5s,容器放 空液体（Y4=OFF）。（ 5）要求中间隔 5 秒钟时间后,开始下一周期,如此 循环。3. 停止操作按下停止按钮SB1，必须在当前操作完毕后才可停止操 作,回到初始状态。图 1 多种液体自动混合装置二、I/O 接线图及地址编号 根据控制要求,为实现上述系统功能,采用日本松下公司生产的器。1.I/O如图FP1系列C40-AFP12416型PLC作为

6、该装置的控制 接线图2所示，启动按钮 SB0接于X0输入点，液位传感器L3、L2、L1分别接于XI、X2、X3输入点，温度传感器 X4 接于X4输入点，停止按钮接于 X5输入点，电磁阀丫1、丫2、Y3、Y4 分别接于 Y1、Y2、Y3、Y4 输出点，搅拌电机 M 接于 丫5输出点，加热器 H接于丫6输出点。图 2 多种液体混合装置输入 /输出接线图2.I/O 地址编号 SB1表 1 多种液体混合装置输入 /输出地址编号三、程序设计及程序说明1.程序设计 根据控制要求可编写多种液体混合控制流程图图 3，参 考控制流程图采用步进指令编制控制梯形图图 4图 3 流程图图 4 梯形图2.程序说明根据多

7、种液体混合的控制要求，它包括了8 个步进控制过程，分析如下：第一步：PLC接通电源后，按下启动按钮 SBO,使触点 X0 接通，进入第一步，则 丫1输出继电器线圈得电，与之相 接的 丫1电磁阀带电接通，注入液体 A。第二步： 当液面高度达到 L3 液位传感器位置时， 该传感 器检测到该信息，使触点 X1 接通，进入第二步，则 丫2输出 继电器线圈得电，与之相接的 丫2 电磁阀带电接通，注入液 体 B。第三步： 当液面升至 L2 液位传感器位置时， 该传感器检 测到该信息，使触点 X2接通，进入第三步，则 丫3输出继电 器线圈得电，与之相接的 Y3 电磁阀带电接通，注入液体 C。第四步：当液面升

8、至L1液位传感器位置时，该传感器检 测到该信息，使触点 X3 接通，进入第四步，则 丫5输出继电 器线圈得电，搅拌机通过 丫5的输出信号得电开始搅拌，同 时由触点丫5接通TMXO定时器定时，定时时间为 10秒钟。第五步：当搅拌 10秒钟混合液体搅匀后，地址为 40的 定时器常开触点 T0接通，进入第五步，则 丫6输出继电器线 圈得电，与之相连的加热器 H 接通，开始对三种混合液体加 热。第六步：当混合液体温度达到某一指定值时，温度传感 器 T 检测到该信息，使触点 X4 接通，进入第六步，则 丫4 输 出继电器线圈得电，与之相接的 丫4电磁阀带电接通，开始 排出搅拌均匀后的混合液体。第七步：当

9、液位面下降到L3液位传感器的位置时， 该传 感器检测到该信息，使地址为 56 的常闭触点 X1 由断到通， 进入第七步，则 丫4输出继电器线圈得电，与之相接的丫4电磁阀带电接通， 排出搅拌均匀后的混合液体。 同时由触点 丫4 接通 TMX1 定时器定时，定时时间为 5 秒钟。第八步：当液体排出 5秒钟后，容器放空液体，地址为68 的定时器常开触点 T1 接通， 进入第八步， 则 R1 内部继电 器线圈得电，同时由触点R1接通TMX2定时器定时，定时时 间为 5 秒钟，地址为 80 的定时器常开触点 T2 接通，开始下 一周期，进行循环。停止操作：当按下停止按钮 SB1,使X5输入继电器线圈 得电，梯形图中的 X5常开触点接通，则R0内部继电器线圈 得电，地址为80的常开触点R0断开，使得该控制过程必须 在这一轮工作完成以后才可停止，回到初始状态。本设计采用日本松下公司生产的AFP12416 型可编程控制器的硬件配置和程序设计可以完成多种液体的自动混合， 而且是切实可行的。在实际控制过程中，用PLC实现多种液体的混合，能随时修改程序，也可对三种以上