基于Multisim的工業(yè)混料器的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

謝海良 王愛(ài)花

摘要：用Multisim創(chuàng)建了一種工業(yè)混料器的仿真模型，對(duì)其運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行仿真分析，為實(shí)際的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)提供了必要的參考資料和第一手?jǐn)?shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)；混料器；Multisim

中圖分類號(hào)：TM7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-6487 （2018） 01-0036-02

0 引言

工業(yè)混料器在化工、食品、制藥等原料生產(chǎn)企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，它的作用是將幾種原材料按照工藝要求設(shè)定的體積比或重量比進(jìn)行混勻調(diào)配后再進(jìn)入下一個(gè)生產(chǎn)工藝流程。

1 工業(yè)混料器的設(shè)計(jì)要求

在混料器料罐空時(shí)，由啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)混料器，自動(dòng)完成從進(jìn)料到混合料完全排出的全過(guò)程。如果在需要啟動(dòng)時(shí)，混料器由于料罐不空而無(wú)法啟動(dòng)，則在使用排空按鈕進(jìn)行料罐排空后，再由啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)混料器。進(jìn)料閥、排料閥和攪拌機(jī)均由開(kāi)關(guān)控制。并且，進(jìn)料閥和排料閥分別控制料罐料位的升高和降低。料罐料位和混料比設(shè)置以百分?jǐn)?shù)形式顯示。混料比設(shè)置采用數(shù)值遞增或遞減的方式進(jìn)行。為方便設(shè)置，將混料比預(yù)設(shè)為50%。為防止在混料進(jìn)程中改變混料比，混料器啟動(dòng)后，應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉混料比設(shè)置[1]。

2 工業(yè)混料器的工作原理

以2種流體料的混合為例，按設(shè)定體積比進(jìn)行混勻調(diào)配，控制系統(tǒng)采用PLC控制方式，其控制原理如圖1所示?；炝掀鞯目刂剖且訮LC控制器為核心，協(xié)調(diào)控制各模塊工作，見(jiàn)圖1所示。

2.1 PLC控制器

輸入端接收混料開(kāi)關(guān)信號(hào)（包括啟動(dòng)，排空，液位的滿、中、空等開(kāi)關(guān)信號(hào)），輸出控制混料設(shè)備、液位控制器和混料比設(shè)定電路。

2.2液位控制器

在PLC控制器的控制下，按照混料比的設(shè)定要求，產(chǎn)生混料的液位信號(hào)，并以百分比的形式顯示混料液位[2]。

2.3混料比設(shè)定電路，按使用要求

設(shè)定2種混合液料的混料比（以百分比的形式顯示）。本電路模塊有默認(rèn)設(shè)置（如50%），在此基礎(chǔ)上，可增減設(shè)置混合液料的混料比[3]。

2.4混料比設(shè)定開(kāi)關(guān)禾和混料控制關(guān)，產(chǎn)生各種控制信號(hào)

2.5混料比設(shè)定顯示和液位顯示，以百分比形式顯示混料比和液位

3 基于Multisime'JI，ll混料器J設(shè)-

3.1 PLC控制器設(shè)計(jì)

PLC控制器的硬件電路由輸入模塊（基地址為100，接收輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)）和輸出模塊（基地址為200，輸出控制信號(hào)）組成。根據(jù)工業(yè)混料器的功能要求，編制PLC控制程序，流程圖如圖2所示‘鍆。

3.2液位控制器設(shè)計(jì)

液位控制器用來(lái)模擬液體混料器的液位增減。當(dāng)混料器啟動(dòng)后，混料器進(jìn)料閥A打開(kāi)，液位增加（從O增加到設(shè)定值）；到設(shè)定值后，混料器運(yùn)料閥A關(guān)閉、進(jìn)料閥B打開(kāi)，液位繼續(xù)增加（從設(shè)定值增加到100%）；攪拌器工作；最后排料閥C打開(kāi)，液位降低（從100%減小到O）。這樣，一次混料過(guò)程結(jié)束[5]。

3.3混料比設(shè)定電路設(shè)計(jì)

混料比設(shè)定電路用來(lái)設(shè)定兩種工業(yè)原料的體積比，本電路預(yù)設(shè)為50。當(dāng)系統(tǒng)PLC控制器工作時(shí)，PLC控制器輸出“工作”信號(hào)，封鎖混料比的設(shè)定。

3.4總體電路設(shè)計(jì)

將單元電路PLC控制模塊、液位控制器模塊和混料比設(shè)定電路模塊連接在一起，外接輸人開(kāi)關(guān)、輸出指示燈和顯示數(shù)碼管，構(gòu)成如圖3所示的工業(yè)混料器總體電路。

4 仿真分析

4.1 混料比設(shè)定功能

按P鍵，切換開(kāi)關(guān)S2至上觸點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上按D鍵，當(dāng)開(kāi)關(guān)Sl在上觸點(diǎn)時(shí)，混料比在初值（50）的基礎(chǔ)上自動(dòng)增加；按D鍵，開(kāi)關(guān)Sl在下觸點(diǎn)時(shí)，混料比自動(dòng)減小。當(dāng)混料比達(dá)到確定值時(shí)，將開(kāi)關(guān)S2切換至下觸點(diǎn)，設(shè)定停止?；蛘咴诨炝媳仍O(shè)定的過(guò)程中，按S鍵，合上啟動(dòng)開(kāi)關(guān)Jl，啟動(dòng)混料器，設(shè)定電路封鎖設(shè)定值[6]。

4.2液位信號(hào)增減和混料器閥門狀態(tài)顯示功能

按S鍵，合上開(kāi)關(guān)Jl，液位控制器和PLC控制器工作。液位顯示數(shù)據(jù)從000向上遞增，當(dāng)液位顯示數(shù)據(jù)在000—050時(shí)，進(jìn)料閥A指示燈亮；當(dāng)液位顯示數(shù)據(jù)在050～100時(shí)，進(jìn)料閥A指示燈滅，進(jìn)料閥B指示燈亮；當(dāng)液位顯示數(shù)據(jù)在100時(shí)，攪拌機(jī)指示燈亮，且延時(shí)至設(shè)定值。最后，排料閥打開(kāi)，排料閥指示燈C亮，液位顯示數(shù)據(jù)從100向下遞減到000，整個(gè)混料過(guò)程結(jié)束。

4.3檢修

檢修功能是模擬工業(yè)混料器的檢修操作，當(dāng)開(kāi)關(guān)J2合上時(shí)，PLC控制器延時(shí)2s，同時(shí)排料閥C指示燈亮，表示排除剩料，進(jìn)行檢修操作。

5 結(jié)束語(yǔ)

用Multisim可以快速設(shè)計(jì)出工業(yè)混料器電路，并進(jìn)行仿真分析，大大縮短了工業(yè)混料器的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)周期，為實(shí)際的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)提供了必要的參考資料和第一手?jǐn)?shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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