PLC在液體攪拌機(jī)中的應(yīng)用

湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 段樹(shù)華

PLC在液體攪拌機(jī)中的應(yīng)用

湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 段樹(shù)華

運(yùn)用PLC技術(shù)在液體攪拌機(jī)中系統(tǒng)設(shè)計(jì)，給出設(shè)計(jì)要求法，使液體攪拌機(jī)的性能和工作效率得到了很顯著的提高，為工業(yè)、食品等相關(guān)行業(yè)提供了技術(shù)支持。

多液體攪拌機(jī)；PLC；抗干擾

PLC是一套自動(dòng)化控制設(shè)備，具有可靠性高，編程簡(jiǎn)單、重量輕等特點(diǎn)，作為一種電子系統(tǒng),可以專為工業(yè)環(huán)境和數(shù)字化操作過(guò)程進(jìn)行控制。PLC可用于工業(yè)液體混合配置，可自動(dòng)高效地控制液體攪拌混合過(guò)程，提高工作效率，更好地確保液體充分拌勻。

1 PLC控制設(shè)計(jì)

在化學(xué)、冶金和制藥等很多相關(guān)行業(yè)，液體混合攪拌是不可避免的一部分。然而，在工業(yè)環(huán)境中有毒、易燃易爆物質(zhì)多，風(fēng)險(xiǎn)比較大，因此操作人員不應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)這么復(fù)雜危險(xiǎn)性高的場(chǎng)所操作，希望能使用有效的系統(tǒng)來(lái)控制和操作。在本文中，我們將研究PLC的液體攪拌混合系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為工業(yè)、食品等相關(guān)行業(yè)提供技術(shù)支持。

本文采用S7-200硬件系列22CPUX型PLC配置方式控制系統(tǒng)。具體控制要求如下。

1.1 初始狀態(tài)

當(dāng)液體混合裝置投入運(yùn)行時(shí)，全部電磁閥都關(guān)閉，容器為空，兩個(gè)攪拌電動(dòng)機(jī)停止工作，接下來(lái)即將啟動(dòng)操作。

1.2 啟動(dòng)操作

按下啟動(dòng)按鈕后，液體混合裝置按照以下規(guī)則運(yùn)行:

（1）入口閥1、2開(kāi)，液注；當(dāng)液位達(dá)到L1水平時(shí)，1號(hào)攪拌混合電機(jī)立即啟動(dòng)；

（2）當(dāng)液位達(dá)到水位L2時(shí)，入口閥1和2關(guān)閉，進(jìn)氣閥同時(shí)打開(kāi)。閥門3打開(kāi)，進(jìn)氣閥同時(shí)打開(kāi)；

（3）液位噴射達(dá)到L3級(jí)時(shí)，關(guān)閉進(jìn)氣閥3、4，啟動(dòng)第2號(hào)攪拌電機(jī)。浸沒(méi)式加熱器打開(kāi)，電源啟動(dòng)。

（4）當(dāng)液體溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，溫度傳感器上面感應(yīng)信號(hào)輸出，加熱器停止加熱，當(dāng)1號(hào)攪拌電機(jī)停止攪拌時(shí)，出口閥打開(kāi)并開(kāi)始進(jìn)行材料投放。

（5）當(dāng)液位低于L1級(jí)，定時(shí)10s出口閥關(guān)閉后，一個(gè)循環(huán)結(jié)束。如果選擇循環(huán)模式，則從步驟（1）開(kāi)始循環(huán)。

1.3 停止

當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，系統(tǒng)不會(huì)馬上停止工作而是在當(dāng)前循環(huán)的剩余步驟之后停止運(yùn)行。

1.4 緊急停車或報(bào)警

當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障、有異常情況或按緊急停止按鈕時(shí)，報(bào)警燈此時(shí)會(huì)不斷閃爍，要立即停止混合動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行。

2 系統(tǒng)抗干擾能力分析

PLC應(yīng)用在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)抗干擾能力高，如果在相對(duì)較差的工作環(huán)境下干擾較強(qiáng)，PLC會(huì)受到干擾，有可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的輸入信號(hào)和輸出錯(cuò)誤，結(jié)果錯(cuò)誤，控制過(guò)程失控或產(chǎn)生不安全的事故，為進(jìn)一步完善液體混合控制裝置的功能，提高PLC抗干擾性能，提出以下幾點(diǎn)建議。

2.1 設(shè)計(jì)合理的軟件

為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，不僅系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)要合理，而且系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)也應(yīng)該更好。由于環(huán)境的影響和限制，誤差信號(hào)是系統(tǒng)中的一種常見(jiàn)干擾。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該啟用兩個(gè)內(nèi)部定時(shí)器，PLC控制系統(tǒng)在正常工作指令進(jìn)行定義，可以消除其他控制系統(tǒng)的誤差信號(hào)，從而減少誤差信號(hào)的影響。

2.2 改進(jìn)接地系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的抗干擾能力

PLC控制系統(tǒng)在微控制器接地系統(tǒng)中，最合適的方式是直接接地。直接接地具有便攜式操作的特點(diǎn)，可以有效發(fā)揮系統(tǒng)的作用，具備良好的抗干擾能力。其中，直接接地主要包括串聯(lián)和并聯(lián)的連接。對(duì)于集中式PLC控制系統(tǒng)的線路布局，系統(tǒng)采用并聯(lián)單點(diǎn)接地方式，若系統(tǒng)中設(shè)備之間的距離較大，那么更適合應(yīng)用一系列串聯(lián)接地的接地方式。這兩種方法可以很大程度提高系統(tǒng)方面的抗干擾能力。

2.3 統(tǒng)一電源質(zhì)量控制器

該裝置可以串聯(lián)結(jié)合并聯(lián)，使用戶可以解決綜合補(bǔ)償問(wèn)題。因?yàn)榻y(tǒng)一的電能質(zhì)量控制器功能較強(qiáng)大，不僅可以補(bǔ)償和諧波還可以嚴(yán)格管控電能的質(zhì)量，更好地保證工作正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.4 控制電壓閃變和諧波

電壓閃變和諧波是影響風(fēng)力發(fā)電質(zhì)量的重要因素。當(dāng)發(fā)生電壓閃變、質(zhì)載電流發(fā)生碰撞和不穩(wěn)定時(shí)，最突出的特點(diǎn)是響應(yīng)能力非常強(qiáng)，可以完成無(wú)功補(bǔ)償。該裝置由電抗器和和諧波濾波器組成，具有調(diào)整容量小、響應(yīng)能力弱的特點(diǎn)，所以和諧波電壓波動(dòng)的控制完全被抑制，以保證電壓的波動(dòng)程度有正面的效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

PLC控制液體混合器明顯提高了工作效率，有著對(duì)工作環(huán)境無(wú)要求、可靠性及安全性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在本文中，PLC控制液體攪拌器系統(tǒng)具有很好的應(yīng)用價(jià)值。

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段樹(shù)華，男，1977年出生，湖南株洲市人，碩士，副教授，研究方向：電氣控制技術(shù)。