混料过程的PLC控制

【摘 要】工业体系的发展是国家的支柱，工业的自动化程度是现代化的重要标志。众多工业生产过程或原料生产过程都需要进行物质混合。如果让这个过程自动完成，且比例控制比人工控制更精确，产品就更有保障。采用PLC控制的混料合成过程原来越广泛使用，本文介绍了其基本控制过程，可供使用参考。

【关键词】PLC；混料控制；自动化

一、引言

在冶炼、化工、制药等行业中，配料的混合是必不可少的工序，而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。某些行业中会出现易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质，以致现场工作环境恶劣，不适合人工现场操作。但又要求生产系统要具有混合精确、控制可靠等，以及为达到使原料充分混合的温度的准确性和测量实时性。采用可编程控制器PLC及组态构成的用于多种液体自动混合、自动搅拌、自动加热和自动放料系统的控制系统，能模拟显示自动混料系统的全部工作过程，实现实时监控。

二、PLC及控制过程的确定

PLC作为近些年主要的工业控制器，在控制方面体现出与通用计算机和单片机之间的差别。在主流的可编程控制器中，根据编程及使用人的要求，可选择西门子、三菱或国产的小型PLC等。这里选择那个型号主要在于确定混料控制中需要的点位。在此处以西门子CPU224为例。

控制过程：在混料罐内完成比例液体的自动搅拌混合。如液体A、B、C，1：1：1混合等；通过液面传感器检测液置；当液面升到一定高度时，阀门关闭，搅拌电机开始工作；搅拌电机停止后，排液阀门打开，开始放出混合液体。液体排完后，再开始下一周期操作。如果工作期间有停止按钮操作，则待该次混料结束后，方能停止，不再进行下一周期工作。

三、传感器与进料阀门的选择

选择或实际编程中，经常将液位信号作为开关量传输给PLC。液位开关是根据液位传感器的信号输出开启放水或者进水的阀门而使水位保持恒定的一种控制器。也可以说液位开关输出的是一种开关信号，液位开关首先要确定液位的高度，依据这个高度来输出开关量信号。而液位传感器是将液位的高度转化为电信号的形式进行输出。我们可以对电信号进行处理比如和plc、数据采集器或者专业显示器相连进而输出液位的高度。还有就是液位开关和液位传感器的原理虽然相同。但是液位开关是开关控制电路，而液位传感器是相当于变压，变流用的电路元件[1]。如果只是单纯的控制可选择其中的一种，现代智能控制设备要能够实时知道运行状态，做好两个都使用，虽然投入大一些，配上人机界面，显示效果很不错。

四、PLCI/O分配（部分）

输入信号 输出信号

I0.0 起动按钮 Q0.0 A阀门电磁阀

I0.1 停止按钮 Q0.1 B阀门电磁阀

I0.2 传感器高位 Q0.2 排液阀门电磁阀

I0.3 传感器中位 Q0.3 搅拌电机

I0.4 传感器低位

I0.5 复位按钮

子程序1 温度数据采集；

子程序2 PLC与触摸屏通信；

五、PLC控制程序（主控制部分）

因为具体混合过程不同，这里给出两种液体的混合控制过程程序。

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温度数据处理）

温度控制较为常见，也是检测罐内运行是否正常的数据之一。

//对过程变量（模拟量）进行变换，检测电压值为0～5V对应输入寄存器的值为0～32000，而与此温度检测值对应的值为6400～3200（0℃～200℃），把这个值转换为温度值。

LD SM0.0

MOVW AIW0，VW415

AENO

-I +6400，VW415

AENO

MOVW VW415，VW417

/I +128，VW417

//将寄存器值与30比较若小于30℃则输出Q0.4

LDW< VW417，30

= Q0.4

//将寄存器值与30、50比较，若大于30℃且小于50℃则输出Q0.5

LDW>= VW417，30

AW

= Q0.5

将寄存器值与50比较若大于50℃则输出Q0.6

LDW> VW417，50

= Q0.6

六、组态

在完成混料控制后，还需要将混料罐中的实时液位信息通过传感器传输到PLC及上位机，以便能够直观的观看到混料过程。通过PLC内置的数据处理、通信功能，将传感器实时数据（4～20mA或0～5V）进行整理后，将信息传至显示器或触摸屏。通过触摸屏控制软件将数据信息以动画的方式显示出来，就构成一套完整的系统。如西门子的HMI，TP系列。可采用组态软件WinCC flexible，可使自动控制过程组态更加简单，更容易设计出个性化的人机界面，能够实现不同性能设备的操作和应用。

七、不足

混料罐是一个封闭的容器，只设置有进出口，排料后残留多，不容易清洁。本控制思想中也未涉及自动清理部分。

参考文献：

[1]罗宇航.流行PLC实用程序及设计[M].西安电子科技大学出版社.

[2]李江全.现代测控技术[M].电子工业出版社.

[3]余洋.传感器[OL].http：//.