【正文】 溫度 (溫度計(jì)法 )不超過(guò)95oC； (3)最濕月月平均最高相對(duì)濕度為 90%， 同時(shí)該月月平均最低溫度不超過(guò)250 C ； (4)額定電壓為 380V， 額定頻率為 50Hz； (5)3kW 以下為 Y 接法 。 Y— 異步電動(dòng)機(jī) ， 90— 中心高 (mm)， 4— 極數(shù) 此電動(dòng)機(jī)的主要性能及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為 ： 效率高 、 耗電少 、 性能好 、 噪聲低 、 振動(dòng)小 、 體積小 、 重量輕 、 運(yùn)行可靠 、 維修方便 ， 為 B 級(jí)絕緣 。 攪拌電機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)主電路 圖 6 電動(dòng)機(jī)主電路 計(jì)算攪拌器的理論功率 在本實(shí)驗(yàn)中采用六片平直葉渦輪式無(wú)擋板攪拌裝置 ， 其 槳徑 dj =， 轉(zhuǎn)速n=16 r/s， 液位粘度 ? =﹒ s/㎡ ， 密度 ? =900kg/m3 。傳感器動(dòng)作時(shí)，輸出晶體管飽和導(dǎo)通，管壓降近似為 0，傳感器的輸出晶體管相當(dāng)于一個(gè)觸點(diǎn)。 與ＰＬＣ生產(chǎn)線圖如下： 圖 5 溫度傳感器與 PLC 接線 傳感器 與 PLC 的連接 ， 兩個(gè)端 子 接直流電源的正極和負(fù)極，另一個(gè)端子是 傳感器的輸出端。 采用這種基本感溫電路，可以設(shè)計(jì)出各種不同的電路形式和不同輸出類型的集成溫度傳感器 。 圖 4 溫度傳感器電路圖 利用硅集成電路工藝技術(shù)可以將感溫電路、信號(hào)放大電路、電源電路、補(bǔ)償電路等制作在一塊芯片上，構(gòu)成單片式硅集成溫度傳感器。 它們的突出優(yōu)點(diǎn)是 在其適用溫區(qū)范圍內(nèi)具有靈敏度高 、 線性好 、功能全和使用簡(jiǎn)單方便 。 光電傳感器有四根接 線，其中有兩條是電源線，其它兩條信號(hào)線與ＰＬＣ接線圖如下 ： 圖 3 光電傳感器與 PLC接線 溫度傳感器的選擇 在本設(shè)計(jì)中采用 KTY81201 型傳感器 KTY 系列溫度傳感器采用進(jìn)口 Philips 硅電阻元件精心制作而成 ， 具有精度高 ， 穩(wěn)定性好 ， 可靠性強(qiáng) ， 產(chǎn)品壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn) ， 該溫度傳感器已廣泛應(yīng)用于電機(jī)變頻調(diào)速溫度控制 ， 太陽(yáng)能熱水器溫度測(cè)量領(lǐng)域彩印設(shè)備溫控 ， 汽車油溫測(cè)量、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)中過(guò)熱保護(hù)、加熱控制系統(tǒng)、電源供電保護(hù)等。 相關(guān)元件主要參數(shù)如下： (1)量 程范圍： 0～ 200m； (2)過(guò)載壓力： a； (3)供電電壓： 24V； (4)精確度：177。 圖 2 光電式傳感器結(jié)構(gòu) 其工作原理為： 光發(fā)射器發(fā)射的紅外波在導(dǎo)光罩內(nèi)傳播 ； 當(dāng)無(wú)液體介質(zhì)時(shí) ,光經(jīng)反射大部分集中在接收器上 ， 當(dāng)有液體介質(zhì)時(shí) ， 光在反射時(shí) ， 部分光被折射出去 ， 接收器上的光強(qiáng)變?nèi)?， 通過(guò)光在接收器上的強(qiáng)弱變化 ， 可感知液體界位 。 廣泛用于水廠、煉油廠、化工廠、玻璃廠、污水處理廠 、 高樓供水系統(tǒng)、水庫(kù)、河道、海洋等對(duì)供水池、配水池、水處理池、水 井、水罐、水箱、油井、油罐、油池及對(duì)各種液體靜態(tài)、動(dòng)態(tài)液位的測(cè)量和控制。 ]3[ 液位傳感器的選擇 本設(shè)計(jì)中選用 型傳感器 光電式液位傳感器利用了光的反射與折射原 理制成 ,使輸出發(fā)生變化，相應(yīng)的晶體管或繼電器 動(dòng)作并輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)量。 5)液面低于Ｌ３時(shí)，Ｌ３從ＯＮ到ＯＦＦ，再經(jīng)過(guò)５ s，容器放空，使 Y4＝OFF，開(kāi)始下一周期。 圖 1 液體混合 3)經(jīng)過(guò) 10s 后攪拌均勻后，Ｍ＝ＯＦＦ，停止攪拌，Ｈ＝ＯＮ，加熱器開(kāi)始加熱 。當(dāng)液面達(dá)到Ｌ２是，Ｌ２＝ＯＮ，使Ｙ１＝Ｙ２＝ＯＮ，即關(guān)閉Ｙ１和Ｙ２閥門(mén)，打開(kāi)液體Ｃ的閥門(mén)Ｙ３。 (2)啟 動(dòng)操作 按下啟 動(dòng)按鈕，裝置開(kāi)始按下列規(guī)律動(dòng)作。 所有這些元件的控制都屬于數(shù)字量控制 ， 可 以通過(guò)引線與相應(yīng)的控制系統(tǒng)連接從而達(dá)到控制效果。 3 硬件電路設(shè)計(jì) 總體結(jié)構(gòu) 從圖中可知設(shè)計(jì)的液體混合裝置主要完成三種液體的自動(dòng)混合攪拌并控制溫度 ， 如圖 1 所示。目前 ， 可編程控制器在機(jī)械制造、石油化 工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。 可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體 ， 易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 ]1[ （ 4）可編程程序控制器控制 PLC 是一種專門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。 與 PC 機(jī)發(fā)展太快相比 ， PLC 產(chǎn)品可以長(zhǎng)期供貨 ， 并提供長(zhǎng)期的技術(shù)支持 。 3) PLC 是專門(mén)為工廠現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)的 ， 結(jié)構(gòu)上采用整體密封或插件組合型 ， 對(duì)印制板 ， 電源 ， 機(jī)架 ， 插座的制造和密閉 ， 均采用了嚴(yán)密的措施 。 工控機(jī)的價(jià)格比較高 ，將它用于小型開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)以取代繼電器控制 ， 無(wú)論在體積和價(jià)格上都很難接受 ， 可靠性也遠(yuǎn)不如 PLC。 在高端應(yīng)用方面 ， 很難區(qū)分 PLC 和工業(yè) PC 之間的差異 ， 因主兩 者均采用同樣的微機(jī)處理器和內(nèi)存芯片 。 PLC 的體積小巧緊湊 ， 硬件和操作系統(tǒng)的可靠性總體上比工控機(jī)高 。 工控機(jī)是在個(gè)人計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的 ， 采用總線 結(jié)構(gòu) ， 硬件的兼容性較強(qiáng) 。 使用單機(jī)機(jī)的專用測(cè)控裝置都早專業(yè)廠家來(lái)開(kāi)發(fā) ， 現(xiàn)在很少有最終用戶開(kāi)發(fā)單件或 小批量的單片機(jī)測(cè)控裝置 。 此外 ， 用單片機(jī)設(shè)計(jì)測(cè)控產(chǎn)品需要采用大量的硬件 ， 軟件方面的抗干擾措施 ， 才能保證長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠的運(yùn)行 。 單片機(jī)一般用匯編語(yǔ)言或 C 語(yǔ)言編程 ， 編程時(shí)需要了解單片機(jī)內(nèi)部的硬件結(jié)構(gòu) 。 （ 2）單片機(jī)控制 單片機(jī)又稱單片微控制器 ， 將 CPU、 并行輸入 /輸出接口 、 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 、存儲(chǔ)器和通信接口集成在一個(gè) 芯片中 ， 最便宜的 8 位單片機(jī)銷售僅為幾元 ， 其功能強(qiáng) ， 響應(yīng)速度快 ， 性能價(jià)格比極高 。 繼電器要在硬件安裝 ， 接線全部完成后才能進(jìn)行調(diào)試 ， 發(fā)展問(wèn)題后修改電路花的時(shí)間也很多 。 PLC 有大量用軟件實(shí)現(xiàn)的輔助繼電器 ， 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器等編程元件供梯形圖的設(shè)計(jì)者使用 。 PLC的控制方式靈活 ， 有很強(qiáng)的柔性 ， 僅需修改梯形 圖就可以改變控制功能 。 PLC 的可靠性高 ， 故障率極低 ， 并且很容易診斷和排除故障 。 繼電器系統(tǒng)的可靠性差 ， 診斷與復(fù)雜的繼電器系統(tǒng)的故障非常困難 。 繼電器控制系統(tǒng)的控制功能是用硬件繼電器(或稱物理繼電器 )和硬件接線來(lái)實(shí)現(xiàn)的 ， PLC 的控制功能主要是用軟件 (即程序 ) 來(lái)實(shí)現(xiàn)的 。 (1)繼電器控制系統(tǒng) PLC 與繼電器均可以用于開(kāi)關(guān)量邏輯控制 。 控制 方案 介紹 目前常用的控制系統(tǒng)有以下幾種 ： 繼電器控制系統(tǒng) 、 單片機(jī)控制 、 工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 和 可編程控制器控制。 要實(shí)現(xiàn)用 PLC 控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)液體混合灌裝系統(tǒng)需要考慮 ： (1)各個(gè)閥門(mén)開(kāi)關(guān)的先后順序 ， 彼此之間的時(shí)間間隔 ； (2)何時(shí)攪拌和攪拌時(shí)間 ； (3)何時(shí)加熱和加熱到多少溫度結(jié)束 ； (4)整個(gè)混合過(guò)程如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)控制 。其 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為 ： 在滿足液體混合條件和 現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件 ， 使整個(gè)液體混合符合相關(guān)技術(shù)參數(shù)的條件下 ， 整個(gè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)安全 、 可靠 、 穩(wěn)定 ， 盡量做到經(jīng)濟(jì) 、 合理 、 降低生產(chǎn)成本 。 在相關(guān)的研究文獻(xiàn)報(bào)道中用 PLC 灌裝機(jī)進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究已有 ， 但是絕大多部分公是以介紹控制工作原理為主 ， 以致人們難以根據(jù)生產(chǎn)的具體情況 ， 正確選用相關(guān)技術(shù)參數(shù)的控制系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行控制 ， 也就難以在提高產(chǎn)品質(zhì)量和高的生產(chǎn)效率的 ， 降低成本的前提下 ， 保證整個(gè)液體混合過(guò)程的順序進(jìn)行 。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為 ： 控制方案的設(shè)計(jì) 、 硬件電路設(shè)計(jì) 、 軟件電路設(shè)計(jì) 、 整個(gè)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障以及相應(yīng)的保養(yǎng)維修措施 。 在本文中用 采用日本松下公司生產(chǎn) PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)多種液體混合過(guò)程的控制 ，采用 液位傳感器 對(duì)容器中的液位進(jìn)行監(jiān)控控制 ， 其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 設(shè)備投資少 ，監(jiān)控系統(tǒng)不僅自動(dòng)化程度高 ， 還具有在線修改功能 ， 靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn) ， 適用于多段液位控制的監(jiān)控場(chǎng)合。隨著技術(shù)的進(jìn)步 ， 其控制功能由簡(jiǎn)單的邏輯控制、順序控制發(fā)展為復(fù)雜的連續(xù)控制和過(guò)程控制 ， 成為自動(dòng)化領(lǐng)域的三大技術(shù)支柱。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展 ， 工業(yè)控制領(lǐng)域有了翻天覆地 的變化 ，而 PLC 不斷地采用新技術(shù)以及增強(qiáng)系統(tǒng)的開(kāi)放性 ， 在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。一直以來(lái) ， 可編程序控制器簡(jiǎn)稱 PLC 在工業(yè)自動(dòng)化控制方面發(fā)揮著巨大作用 ，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了廣泛、可靠的控制應(yīng)用。它能夠存儲(chǔ)和執(zhí)行指令、進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操 作 ， 并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出 ， 來(lái)控制各種類型的機(jī)電一體化設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程。目前已有許多企業(yè)采用先進(jìn)控制器對(duì)傳統(tǒng)接觸控制進(jìn)行改造 ， 大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和自控程度 ， 為企業(yè)提供了更可靠的生產(chǎn)保障 ， 所以 PLC 在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到了良好的應(yīng)用。 以往常采用傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制 ， 使用硬連接電器多 、 可靠性差 、 自動(dòng)化程度不高 當(dāng)前國(guó)內(nèi)許多地方的此類控制系統(tǒng)主要是采用 DCS， 這是由于液位控制系統(tǒng)的儀表信號(hào)較多 ， 采用此系統(tǒng)性價(jià)比相對(duì)較 好 ， 但隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展 ， PLC 在儀表控制方面的功能已經(jīng)不斷強(qiáng)化。 關(guān)鍵詞 ： 多種液體，混合裝置，自動(dòng)控制 The Design of MultiLiquid Mixing Control System based on PLC Abstract This text is introducing at Counts Various Liquids Automatic to mix with control system is a kind of new in general use automatic control device that be applicable to the industry environment,which uses FP1 serise model AFP12417 PLC made by Panasoic of japan to plete the control of the device that used to mix the design of the liquid mixture in three control as an example,is to a certain proportion by the three liquid mixture,strirring after the motor to reach a certain temperature can be mixed contains of liquid output,and form a through