1、两种液体的混合装置 PLC 控制系统设计设有两种液体 A 和 B 在容器内按照一定比例进行混合搅拌，装置结构如图 10-1 所示。其中 SL1、SL2、SL3 为液面传感器，当液面淹没时分别输出信号。YV1、YV2、YV3 为电磁阀，M 为搅拌用电动机。图 10-1 两种液体混合装置示意图1控制要求(1)初始状态此时各阀门关闭，容器是空的。YV1=YV2=YV3=OFFSL1=SL2=SL3=OFFM=OFF(2)启动操作合上起动开关，开始下列操作：YVl=ON，液体 A 流入容器，当液面到达 SL3 时，YV1=OFF, YV2=ON;液体 B 流入，液面达到 SL1 时，YV2=OFF，M
2、=ON，开始搅拌（设时间为 16 s） 。在搅拌期间，为了搅拌的均匀，缩短搅拌时间，要求：正、反转搅拌；混合液体搅拌均匀后，M=OFF，YV3=ON，放出混合液体。当液体下降到 SL2 时，SL2 从 ON 变为 OFF，再过 20 s 后容器放空，关闭 YV3。(YV3=OFF)完成一个操作周期；只要没断开开关，则自动进入下一操作周期。(3)停止操作当断开起停开关，待当前混合操作周期结束后，才停止操作，使系统停止于初始状态。(4)拖动情况搅拌机由一台三相异步电动机拖动，要求电动机可正、反转，直接起动，自由停机。2设计要求(1)完成控制要求中的控制过程。(2)搅拌液体时，要求：正、反搅拌交替进
3、行。(3)在发生突发事件后（如突然停电）整个控制系统能继续突发事件前工作状态工作，也能通过手动使系统回到原始（循环工作前）状态。(4)作出 I/O 分配表、PLC 的 I/O 接线图。设计流程图、梯形图、指令表、调试操作板布置图。(5)编制设计使用说明书。3设计过程(1) I/O 分配表（见表 10 -1）在了解了系统工艺要求和控制要求后，首先要做 I/O 分配，把已知的输入信号和输出信号分配给 PLC 的指定 I/O 端子。表 10-1 I/O 分配表(2) PLC 的 I/O 接线图（见图 10 -2）图 10-2 PLC 的 I/O 接线图(3)设计梯形图程序根据控制要求，选择用顺序控制
4、设计两种液体混合装置的系统控制，其步骤如下：A 液体流入（对应的 Y11=ON） ，当 SL3 液面中位传感器动作(X3=ON)，使 KV1 停止工作( Y11=OFF)。KV2 接通(Y12=ON)，B 液体流入。当液面达到 SL1 时(X1=ON)，使KV2 停止(Y12=OFF)。此时 A、B 两种液体已装满，要求搅拌机开始工作，使 KM1 接通(Y1=ON)，2 s(T1=ON)后，KM1 断开，KM2 接通(Y2=ON)， （T2=ON）2s 后，换为 KM2 断开，KM1 接通。循环 4 次搅拌结束。打开放出混合液体电磁阀 YV3( Y13=ON)，放出混合液体，直到SL2 液面低
5、位传感器动作( X2=ON)时计时，(T3=ON)20 s 后，使 YV3 断开(Y13=OFF)完成一个周期。根据以上步骤的顺序，可画出顺序控制功能图，如图 10 -3 所示。注意：用顺序控制，可实现当电源突然停止供电后，控制系统停下，但一旦再供电时，程序可按原执行的步骤接下去运行。为了防止意外，设置手动程序。让容器内的液体放出。(4)设计梯形图根据两种液体混合装置的顺序控制功能图可画出其梯形图，如图 10 -4 所示。(5)指令表（见表 10 -2）表 10-2 指令表图 10 -3 两种液体混合装置顺序控制功能图图 10 -4 两种液体混合装置控制梯形图(6)程序调试把程序输入到 PLC
6、 内存后，为了检验程序的正确性，需要对程序进行调试。这里介绍实验室模拟调试法。输入点短接法：当程序语句较少，输入点较少时，可采用输入点短接法。在本例中，只有 5 个输入点，具体调试步骤如下：初始状态。5 个输入 X0、X1、X2、X3、Xl0 均为 OFF，5 个输出Y1、Y2、Y11、Y12、Y13 均为 OFF。启动操作。将 X0 与 COM 短接，短接后不要断开，相当于开关合上，此时 Y11 指示灯亮，相当于电磁阀 YV1 打开，液体 A 流入容器。液面上升到 SL2 位置，将 X2 与 COM 短接，短接后不要断开。相当于液面已淹没液面传感器 SL2。液面上升到 SL3 位置，将 X3
7、 与 COM 短接，短接后不要断开。相当于液面已淹没液面传感器 SL3。此时 Y11 指示灯灭。相当于电磁阀 YV1 关闭，液体 A 停止流入。而 Y12 的指示灯亮，相当于电磁阀 YV2 打开，液体 B 开始流入容器。液面上升到 SL1 位置，将 X1 与 COM 短接不要断开，相当于液面已淹没液面传感器 SL1。此时 Y12 的指示灯灭，相当于电磁阀 YV2 关闭，液体 B 停止流入。搅拌 Y1 指示灯亮，相当于搅拌机开始正向运行。2s 后，Y2 指示灯亮， （Y1 指示灯灭）反复 4 次后， （共 16 s）Y13 指示灯亮（Y1、Y2 均灭） 。表示搅拌机停止工作。液面下降，Y13 指
8、示灯亮，相当于 YV3 放混合液体电磁阀门打开，开始排放混合液体。将 X1 与 COM 短接线断开，相当于液面低于 SL1 位置。再把 X3 与 COM 短接线断，相当于液面低于 SL3 位置。液面下降低于 SL2 位置，将 X2 与 COM 断开。表示开始排放剩余液体，20 s 后，Y13 指示灯灭，相当于混合液体排放完毕，电磁阀 YV3 关闭。此时 Y11 指示灯亮，表示液体 A 重新流入容器，开始下一个工作周期。停止工作。将 X0 与 COM 断开，等到 Y13 指示灯灭后。系统不能进行下一周期工作。(7)操作板面布置为了监控两种液体的混合装置控制系统的工作情况，在电源回路中安装 HL0 为电源指示灯。在 Y11、Y12、Y13 输出的电磁阀线圈回路中分别装三个指示灯 HL1、HL2、HL3。操作板面布置如图 10 -5 所示。图 10 -5 操作板面布置(8)编制设计使用说明书。包括使用说明和设计小结（略）
