多種液體自動混合的控制方案設(shè)計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u20445多種液體自動混合的控制方案設(shè)計案例 1111931.1多種液體自動混合功能原理分析 14301.1.1多種液體自動混合功能分析 1200671.1.2多種液體混合控制原理分析 269031.2多種液體自動混合控制系統(tǒng)方案對比 24691.3變頻器多段速調(diào)節(jié)的方案設(shè)計 31.1多種液體自動混合功能原理分析1.1.1多種液體自動混合功能分析本次對液體自動混合的一種裝置以及簡圖分析，從中確定其控制原理。如下圖所示是一種液體混合自動裝置的原理簡圖。圖1.1一種液體混合裝置結(jié)構(gòu)簡圖由上圖可見，三種液體A、B、C通過輸送管道經(jīng)開關(guān)電磁閥的連接，進入攪拌筒；其中在攪拌桶內(nèi)裝有三個液位開關(guān)，分別對高液位、中液位、低液位進行檢測；在攪拌桶底部安裝有攪拌裝置，在電機的帶動下可以實現(xiàn)攪拌器的攪拌動作；在攪拌桶內(nèi)裝有加熱單元和溫度檢測傳感器，可以實現(xiàn)對液體的加熱以及溫度控制；在攪拌桶最底部裝有釋放電磁閥，實現(xiàn)度混合后的液體進行釋放。1.1.2多種液體混合控制原理分析通過對上述功能的分析，對本次控制原理進行確定。其主要實現(xiàn)的動作步驟與順序為：1.在工作程序執(zhí)行前，攪拌桶內(nèi)為空，此時液體A、B、C開關(guān)電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)，釋放電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)，攪拌電機停止。1.在程序啟動后，首先打開液體A和液體B的開關(guān)電磁閥，此時兩種液體流入攪拌桶，在攪拌桶達到液位傳感器L3時，變頻器控制攪拌電機實現(xiàn)以速度a的攪拌動作。3.隨著液體A、B的繼續(xù)流入，液位達到中間液位傳感器L2，此時傳感器發(fā)出信號，關(guān)斷液體A和液體B的開關(guān)電磁閥，打開液體C的開關(guān)電磁閥，此時變頻器控制攪拌電機以速度b進行攪拌動作。4.當液位達到高液位L1時，此時關(guān)斷液體C的開關(guān)電磁閥停止液體的流入，并開始對攪拌電機運動進行計時，計時10S后關(guān)斷電機的運行。5.電機攪拌停止后，打開加溫器進行加溫，放溫度達到設(shè)定值時，溫度傳感器發(fā)出信號，停止加熱。6.然后釋放閥打開，實現(xiàn)混合液體的釋放。等放空后，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)1的操作，實現(xiàn)下一循環(huán)的開始。否則點擊程序停止按鈕，實現(xiàn)動作循環(huán)的結(jié)束。1.2多種液體自動混合控制系統(tǒng)方案對比目前在工業(yè)控制領(lǐng)域主要的控制方案有以單片機作為主要控制元器件的方式；以可編程序邏輯控制器作為主要控制元器件的控制方式。以單片機為主要控制手段的控制系統(tǒng)是近幾年興起的一種控制方式，其成本較小，可以在專業(yè)人員的操作設(shè)計下對工業(yè)控制進行程序的編寫，其體積相對較小。但是由于單片機是由諸多電子元器件組成的集成電路板，眾多的電子元器件的使用過減小了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在環(huán)境較為惡劣的工業(yè)控制條件下，其損壞率較高，而且對眾多的電子元器件進行檢修時工作量十分龐大，而且需要專業(yè)的人員進行維修維護，所以本次設(shè)計不選擇以單片機為主要的控制方式。以可編程序邏輯控制器（PLC）為主要的控制方式的系統(tǒng)，可編程序邏輯控制器是近幾年在傳統(tǒng)繼電器接觸器控制方式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的控制方式，具有繼電器和接觸器控制方式的優(yōu)勢，又將使用過多繼電器和接觸器的電器元件的弊端打破，將計時器、繼電器、計數(shù)器、脈沖發(fā)生器等等的電氣原件集中化、模塊化，并且可以外接多多種模塊，比如溫度控制模塊、壓力控制模塊、通信模塊、各種檢測傳感器開關(guān)。隨著各種新型號的不斷出現(xiàn)設(shè)計更加模塊化、自動化、簡單化，并且其成本越來越低?？删幊绦蜻壿嬁刂破饕蚱涮囟ǖ某绦蛘Z言梯形圖，更加形象明確的顯示了各個輸入點輸出點的關(guān)系，大大降低了操作者和使用維護工人的要求，并利于后期程序的修改、工程的擴展，在使用中體現(xiàn)了可編程序邏輯控制器的優(yōu)越性能。故目前在工業(yè)控制領(lǐng)域PLC的使用范圍越來越廣。1.3變頻器多段速調(diào)節(jié)的方案設(shè)計目前對變頻器調(diào)速的方法有多種，比較常見的有采用變頻器自帶文本控制器的控制方式、接線端子的控制方式、模擬量總線制控制方式等。由于本次設(shè)計采用PLC作為核心控制器，可以實現(xiàn)PLC對變頻器的控制，所以不采用自帶文本控制器的控制方式；由于在攪拌過程中，不需要進行對攪拌速度的平滑、即時改變，所以如果使用模擬量的控制方式雖然控制效果更加穩(wěn)定，但是其成本十分巨大，需要添加PLC模擬量輸出模塊，因此本次不予采用模擬量控制的方式，經(jīng)過上述控制原理的分析，在實際控制中使用一種多段速的控制方式，實現(xiàn)液體的混合過程。因此本次使用PLC對變頻器的端子進行開關(guān)量的控制，并使用變頻器多段速指令，實現(xiàn)對電機的多段速控制方式。如下圖所示是變頻器多段速控制接線方式圖。圖1.2變頻器多段速控制原理圖本次設(shè)計中使用變頻器對多種液體自動混合進行速度調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了一個多段速的控制方式，通過使用變頻器的端子以及內(nèi)部指令的設(shè)置，實現(xiàn)了多種液體自動混合的多段速控制。在本次設(shè)計中，電機信號采用數(shù)字開關(guān)量的方式進行控制，使用Din2實現(xiàn)電機的啟停的信號輸入；在速度的控制過程中，使用Din3、Din4實現(xiàn)對三段速度控制的選擇。其主要變頻器設(shè)計參數(shù)如下表所示：表1.1變頻器參數(shù)設(shè)置表參數(shù)好參數(shù)值說明P07002命令元選擇“由外部端子輸入”P10003選擇固定頻率P070116開啟5號端子P070216開啟6號端子P070316開啟