混料過程的PLC控制

【摘 要】工業(yè)體系的發(fā)展是國家的支柱，工業(yè)的自動化程度是現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。眾多工業(yè)生產(chǎn)過程或原料生產(chǎn)過程都需要進行物質(zhì)混合。如果讓這個過程自動完成，且比例控制比人工控制更精確，產(chǎn)品就更有保障。采用PLC控制的混料合成過程原來越廣泛使用，本文介紹了其基本控制過程，可供使用參考。

【關(guān)鍵詞】PLC；混料控制；自動化

一、引言

在冶煉、化工、制藥等行業(yè)中，配料的混合是必不可少的工序，而且也是其生產(chǎn)過程中十分重要的組成部分。某些行業(yè)中會出現(xiàn)易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質(zhì)，以致現(xiàn)場工作環(huán)境惡劣，不適合人工現(xiàn)場操作。但又要求生產(chǎn)系統(tǒng)要具有混合精確、控制可靠等，以及為達到使原料充分混合的溫度的準(zhǔn)確性和測量實時性。采用可編程控制器PLC及組態(tài)構(gòu)成的用于多種液體自動混合、自動攪拌、自動加熱和自動放料系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，能模擬顯示自動混料系統(tǒng)的全部工作過程，實現(xiàn)實時監(jiān)控。

二、PLC及控制過程的確定

PLC作為近些年主要的工業(yè)控制器，在控制方面體現(xiàn)出與通用計算機和單片機之間的差別。在主流的可編程控制器中，根據(jù)編程及使用人的要求，可選擇西門子、三菱或國產(chǎn)的小型PLC等。這里選擇那個型號主要在于確定混料控制中需要的點位。在此處以西門子CPU224為例。

控制過程：在混料罐內(nèi)完成比例液體的自動攪拌混合。如液體A、B、C，1：1：1混合等；通過液面?zhèn)鞲衅鳈z測液體位置；當(dāng)液面升到一定高度時，閥門關(guān)閉，攪拌電機開始工作；攪拌電機停止后，排液閥門打開，開始放出混合液體。液體排完后，再開始下一周期操作。如果工作期間有停止按鈕操作，則待該次混料結(jié)束后，方能停止，不再進行下一周期工作。

三、傳感器與進料閥門的選擇

選擇或?qū)嶋H編程中，經(jīng)常將液位信號作為開關(guān)量傳輸給PLC。液位開關(guān)是根據(jù)液位傳感器的信號輸出開啟放水或者進水的閥門而使水位保持恒定的一種控制器。也可以說液位開關(guān)輸出的是一種開關(guān)信號，液位開關(guān)首先要確定液位的高度，依據(jù)這個高度來輸出開關(guān)量信號。而液位傳感器是將液位的高度轉(zhuǎn)化為電信號的形式進行輸出。我們可以對電信號進行處理比如和plc、數(shù)據(jù)采集器或者專業(yè)顯示器相連進而輸出液位的高度。還有就是液位開關(guān)和液位傳感器的原理雖然相同。但是液位開關(guān)是開關(guān)控制電路，而液位傳感器是相當(dāng)于變壓，變流用的電路元件[1]。如果只是單純的控制可選擇其中的一種，現(xiàn)代智能控制設(shè)備要能夠?qū)崟r知道運行狀態(tài)，做好兩個都使用，雖然投入大一些，配上人機界面，顯示效果很不錯。

四、PLCI/O分配（部分）

輸入信號 輸出信號

I0.0 起動按鈕 Q0.0 A閥門電磁閥

I0.1 停止按鈕 Q0.1 B閥門電磁閥

I0.2 傳感器高位 Q0.2 排液閥門電磁閥

I0.3 傳感器中位 Q0.3 攪拌電機

I0.4 傳感器低位

I0.5 復(fù)位按鈕

子程序1 溫度數(shù)據(jù)采集；

子程序2 PLC與觸摸屏通信；

五、PLC控制程序（主控制部分）

因為具體混合過程不同，這里給出兩種液體的混合控制過程程序。

LD I0.0

AN M0.5

EU

= M0.0

LD I0.1

EU

= M0.1

LD I0.2

EU

= M0.2

LD I0.3

EU

= M0.3

LD I0.4

ED

= M0.4

LD M0.1

S M0.5，1

LD M0.5

A T38

O M0.0

S Q0.0，1

S M0.5，1

LD M0.3

R Q0.0，1

S Q0.1，1

LD M0.2

R Q0.1，1

S Q0.3，1

LD T37

R Q0.3，1

LD Q0.3

LPS

ED

= M0.6

LPP

TON T37，600

LD M0.6

S Q0.2，1

LD T38

R Q0.2，1

R M0.7，1

LD M0.4

S M0.7，1

LD M0.7

TON T38，80

PLC控制程序（2溫度數(shù)據(jù)處理）

溫度控制較為常見，也是檢測罐內(nèi)運行是否正常的數(shù)據(jù)之一。

//對過程變量（模擬量）進行變換，檢測電壓值為0～5V對應(yīng)輸入寄存器的值為0～32000，而與此溫度檢測值對應(yīng)的值為6400～3200（0℃～200℃），把這個值轉(zhuǎn)換為溫度值。

LD SM0.0

MOVW AIW0，VW415

AENO

-I +6400，VW415

AENO

MOVW VW415，VW417

/I +128，VW417

//將寄存器值與30比較若小于30℃則輸出Q0.4

LDW< VW417，30

= Q0.4

//將寄存器值與30、50比較，若大于30℃且小于50℃則輸出Q0.5

LDW>= VW417，30

AW<= VW417，50

= Q0.5

將寄存器值與50比較若大于50℃則輸出Q0.6

LDW> VW417，50

= Q0.6

六、組態(tài)

在完成混料控制后，還需要將混料罐中的實時液位信息通過傳感器傳輸?shù)絇LC及上位機，以便能夠直觀的觀看到混料過程。通過PLC內(nèi)置的數(shù)據(jù)處理、通信功能，將傳感器實時數(shù)據(jù)（4～20mA或0～5V）進行整理后，將信息傳至顯示器或觸摸屏。通過觸摸屏控制軟件將數(shù)據(jù)信息以動畫的方式顯示出來，就構(gòu)成一套完整的系統(tǒng)。如西門子的HMI，TP系列?？刹捎媒M態(tài)軟件WinCC flexible，可使自動控制過程組態(tài)更加簡單，更容易設(shè)計出個性化的人機界面，能夠?qū)崿F(xiàn)不同性能設(shè)備的操作和應(yīng)用。

七、不足

混料罐是一個封閉的容器，只設(shè)置有進出口，排料后殘留多，不容易清潔。本控制思想中也未涉及自動清理部分。

參考文獻：

[1]羅宇航.流行PLC實用程序及設(shè)計[M].西安電子科技大學(xué)出版社.

[2]李江全.現(xiàn)代測控技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社.

[3]余洋.傳感器[OL].http：//www.yuyangsensor.com.