某液体混合装置的PLC控制方案

1.控制要求

图2.2-26是多种液体混合装置，适合如饮料的生产、酒厂的配液、农药厂的配比等。SL₁、SL₂、SL₃为液面传感器，液面淹没时接通；两种液体的输入和混合液体放液阀门分别由电磁阀YV₁、YV₂、YV₃控制；M为搅匀电动机，用于驱动桨叶将液体搅匀合均。

对于图2.2-26所示某液体混合装置，按起动按钮SB₁后，电磁阀YV₁得电打开，液体A流入容器。当液体高度到达I时，液体传感器SL₂接通，此时电磁阀YV₁断电关闭，而电磁阀YV₂得电打开，液体B流入容器。当液位高度到达H时，液位传感器SL₃接通，这时电磁阀YV₂断电关闭，同时起动搅拌电动机M进行搅拌，使两种液体均匀混合。1min后电动机M停止，这时电磁阀YV₃得电打开，放出混合液，进入下道工序。当液位高度下降到L后，再延时2s，使电磁阀YV₃断电关闭，并自动开始新的周期。

图2.2-25 四队参赛抢答器的梯形图

图2.2-26 多种液体混合装置示意图

该液体混合装置在按下停机按钮SB₂时，要求不要立即停止工作，而是将停机信号记忆下来，直到完成一个工作循环时才停止工作。

2.编程元件设置及PLC的I/O接线

1）PLC的I/O配置见表2.2-3。

表2.2-3 液体混合装置控制PLCI/O点分配

2）根据PLC的I/O配置，可设计出图2.2-27所示的PLC的I/O接线。

图2.2-27 PLC的I/O接线

3.设计梯形图

（1）分析控制过程

根据控制要求和PLC的I/O配置，将整个系统的控制分解为若干步，并确定每步的转换条件，可给出图2.2-28所示的控制流程图。

1）初始状态。当装置投入运行时，液体A、液体B阀门关闭（YV₁=YV₂=OFF），放液阀门打开20s，将容器内残余放空后关闭。

2）起动操作。按下起动按钮SB₁，液体混合装置开始按下列给定规律操作：

①YV₁=ON，液体A流入容器，液面上升；当液面达到I处时，SL₂=ON，使YV₁=OFF，YV₂=ON，即关闭液体A阀门，打开液体B阀门，停止液体A流入，液体B开始流入，液面上升。

②当液面达到H处时，SL₃=ON，使YV₂=OFF，电动机M=ON，即关闭液体B阀门，液体停止流入，开始搅拌。

③搅匀电动机工作1min后，停止搅拌（M=OFF），放液阀门打开（YV₃=ON），开始放液，液面开始下降。(https://www.xing528.com)

④当液面下降到L处时，SL₁由ON变到OFF，再过4s，容器放空，使放液阀门YV₃关闭，开始下一个循环周期。

图2.2-28 控制流程图

3）停止操作。在工作过程中，按下停车按钮SB₂，搅拌器并不立即停止工作，而要将当前容器内的混合工作处理完毕后（当前周期循环到底），才能停止操作，即停在初始位置上，否则会造成浪费。

（2）梯形图程序设计

1）初步设计。

根据被控对象的控制功能，首先选择典型控制环节程序段。由于所选择的程序段通常并不能完全满足实际控制的要求，因此还应对这些程序段进行组合、修改，以满足控制要求。本例中电磁阀控制应选择自锁环节。

当按下起动按钮SB₁时，输入继电器X0接通，此时输出继电器Y1应得电并自锁，从而在放开按钮SB₁后，电磁阀YV₁仍能保持通电状态。而当液位高度上升到I时，液位传感器SL₂闭合，输入继电器X3得电，其触点#X3[1]断开，使输出继电器Y1[1]失电，从而使电磁阀YV₁失电；同时其触点◎X3[2]应闭合，使输出继电器Y2[2]得电，致使电磁阀YV₂得电。

当液位高度到达H时，液位传感器SL₃闭合，输入继电器X2接通，其触点◎X2[3]闭合，此时输出继电器Y0[3]得电，接触器KM得电，其主触头控制电动机起动运转，开始搅拌。同时输出继电器Y0的触点#Y0[2]断开，使输出继电器Y2[2]失电，电磁阀YV₂失电。在输出继电器Y0得电的同时使定时器T37[3]得电，使其开始定时。

当定时器T37定时60s时间到时，其触点#T37[3]断开，使输出继电器Y0[3]失电，电动机停转，停止搅拌。同时T37的触点◎T37[4]闭合，使输出继电器Y3[4]得电并自锁，电磁阀YV₃得电打开，混合后的液体排放到下道工序。当液位下降到L以下时，液位传感器SL₁断开，输入继电器X4失电，其动断触点#X4[5]闭合，定时器T38[5]开始延时，4s定时时间到，其触点#T38[4]断开，使输出继电器Y3[4]失电，电磁阀YV₃断电。

初步设计的梯形图如图2.2-29所示。

图2.2-29 初步设计梯形图

2）完善设计。

根据控制要求，当一个工作循环完成后，不必再按按钮就自动开始下一个循环，因此，还需要对梯形图做进一步完善。为此，可利用定时器T38的触点◎T38[1]并联到输入继电器X0的触点◎X0[1]上，这样，当定时器T38定时时间到时，一方面其动断触点#T38[4]将电磁阀YV₃关闭，同时其动合触点◎T38[1]将输出继电器Y1[1]接通并自锁，从而又开始了新的循环。

根据混合装置的停机控制要求，应将停机信号记忆下来，待一个工作循环结束时再停止工作，因此应选择一个自锁环节。当按下停止按钮SB₂时，输入继电器X1接通，使内部辅助继电器M0[6]接通并自锁，而将内部辅助继电器M0的触点#M0[1]与T38的触点◎T38[1]相串联。按过停止按钮SB₂后，内部辅助继电器M0的触点#M0[1]断开，从而在T38延时到的时候，◎T38[1]不再接通输出继电器Y1，即不再开始下一个循环，达到停机控制的要求。

另外，串入输出继电器Y3的触点#Y3[2]，以避免在放液体过程中，当液位低于H而高于I时，输出继电器Y2又接通。串入输出继电器Y3的触点◎Y3[5]，以避免在液位上升过程中而液位尚低于L时，定时器T38线圈通电。修改后的梯形图如图2.2-30所示。

图2.2-30 修改后的梯形图

4.电路工作过程（见图2.2-30）