两种液体混合装置如图5-5所示。 YV1和YV2分别是控制A液和B液喷射的电磁阀。当电磁阀线圈通电时,打开,液体即可流入。YV3为控制液体C流出的电磁阀。H、M、L分别为高、中、低液位传感器,M为搅拌电机驱动搅拌组件旋转,使A、B液充分混合均匀。
图5-5 两个液体混合装置
液体混合装置控制要求
装置初始状态容器应为空,三个电磁阀全部关闭,电机M停止。按下启动按钮,YV1电磁阀打开,注入A液,当A液液面到达M位置时,YV1关闭;然后YV2电磁阀打开,注入B液,当B液液位达到H位置时,YV2关闭;然后电机M开始运转,搅拌20秒,YV3电磁阀打开,C液(A、B混合液)流出。当C液液位下降到L位置时,20秒定时器启动,期间C液全部流出。20s后YV3截止,完成一个完整的周期。以后会自动重复上述过程。
按下停止按钮后,设备完成一个周期后才会停止。
可手动控制A液、B液的注入和C液的流出,也可手动控制搅拌电机的运转。
识别输入/输出设备并为其分配适当的I/O 端子
液体混合装置控制所使用的输入输出设备及相应的PLC端子如表5-2所示。
表5-2 液体混合装置控制使用的输入输出设备及对应的PLC端子
画出控制电路图
图5-6为液体混合装置的PLC控制电路图。
图5-6 液体混合装置PLC控制电路图
编写PLC控制程序
1)绘制状态转移图
在编写较复杂的步进程序时,建议先绘制状态转移图,然后根据状态转移图的框架绘制梯形图。 STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件不具备绘制状态转移图的功能,因此可以手动或借助通用绘图软件绘制状态转移图。
图5-7为液体混合装置控制状态转移图。
图5-7 液体混合装置控制状态转移图
2)绘制梯形图
启动编程软件,根据图5-7所示的状态转换图编写梯形图程序,如图5-8所示。
下面结合图5-6所示的控制电路来说明图5-8所示梯形图的工作原理。
液体混合装置有自动和手动两种控制方式,由开关QS决定(QS闭合——为自动控制;QS打开——为手动控制)。为了使设备工作在自动控制模式下,除了开关QS闭合外,设备还必须满足自动控制的初始条件(也称为原点条件),否则系统将无法进入自动控制模式。装置的原点条件是L、M、H液位传感器的开关SQ1、SQ2、SQ3全部断开,电磁阀YV1、YV2、YV3全部关闭,电机M停止。
(1)检测原点条件。
图5-8所示梯形图中的[1]程序用于检测原点条件(或初始条件)。在自动控制启动前,若装置内液体尚未排空,或电磁阀YV1、YV2、YV3中的一个或多个及电机M处于通电工作状态,即原点条件不成立。遇到这种情况,系统将无法进入自动控制工作。状态。
程序检测原点条件的方法:若装置内C液位高于传感器LSQ1闭合[1]I0.2常闭触点断开,M0.0线圈无法接收力量;或Q0.0 因故失效当~Q0.3 一个或多个线圈得电时,电磁阀YV1、YV2、YV3 或电机M 处于得电工作状态,同时, Q0.0Q0.3常闭触点断开,M0.0线圈不能通电; [6] M0.0常开触点断开,状态继电器S0.1无法置位,因此从S0.1程序段开始的自动控制程序将不会被转移。
若因C液尚未排空而使装置不满足自动控制原点条件,可手动操作SB5按钮,使[7]I1.3常开触点闭合,Q0.2线圈得电,接触器KM3线圈断电。通电,KM3触点(图5-6中未示出)闭合,电磁阀YV3线圈通电,YV3打开,液体C从装置容器中排出,液位传感器L的SQ1断开,[1]I0.2常闭触点闭合,M0.0线圈得电,从而满足自动控制所需的原点条件。
图5-8 液体混合装置控制梯形图程序
(2)自动控制过程。
在开始自动控制之前,需要做一些准备工作,包括操作准备和程序准备。
操作准备:闭合手动/自动开关QS,选择自动控制方式。图5-8中,[6]I1.0常开触点闭合,为自动控制程序段做准备; [7] I1。 0 常闭触点断开,手动控制程序部分切断。
程序准备:在开始自动控制之前,[1]程序将检测原点条件。如果满足原点条件,则辅助继电器线圈M0.0 得电,[6]M0.0 常开触点闭合,表示自动控制开启。准备控制程序部分。另外,PLC刚启动时,[4]SM0.1触点自动接通一个扫描周期,执行“S S0.0,1”指令,置位状态继电器S0.0,并将程序传送到S0.0 程序部分也为自动控制程序部分做准备。
启动自动控制:按下启动按钮SB1[6]I0.0常开触点闭合执行“SCRT S0.1”指令,程序转移到S0.1程序段由于[10] SM0.0 触点在S0.1 程序段运行期间始终闭合。 Q0.0线圈得电Q0.0端子中的硬触点闭合KM1线圈得电主电路中的KM1主触点闭合(图5-6主电路部分未示出)电磁阀YV1 线圈得电,阀门打开,注入A 液体 当A 液体高度达到液位传感器M 位置时,感应开关SQ2 闭合 [10] I0.3 常开触点闭合 执行“SCRT S0.2”指令,程序转移到S0.2 程序段(同时S0.1 程序段复位) 由于[13] SM0.0 触点在运行过程中始终处于闭合状态S0.2块,Q0.1线圈得电,S0.1程序段复位导致Q0.0线圈失电Q0.0线圈失电关闭电磁阀YV1,Q0.1线圈得电使电磁阀YV2打开,注入液体B当液体B的高度达到液位传感器处于H位置时,感应开关SQ3闭合[13]I0.4常开触点闭合执行“SCRT S0.3”指令,程序转至S0.3程序段[16]常开触点SM0.0使Q0.3线圈通电搅拌电机M运转,定时器T50 开始计时20 秒 20 秒后,定时器T50 动作 [16] T50 常开触点闭合 执行“SCRT S0.4”指令,程序转至S0.4 程序段 [19] 常开ON触点SM0.0使Q0.2线圈置位电磁阀YV3打开,C液体流出当液体下降到液位传感器的L位置时,传感开关SQ1断开[3] I0.2常开触点断开(液体在L位以上时SQ1处于闭合状态),产生下降沿脉冲下降沿脉冲触点接通,为继电器M0.1线圈扫描周期 [19] M0.1常开触点闭合执行“SCRT S0.5”指令,程序转移到S0.5程序段。由于Q0.2 线圈已置位并通电,因此程序转移至Q0。 2 线圈不会断电 [22]常开触点SM0.0 使定时器T51 开始计时20s 20s 后,[22]T51 常开触点闭合,Q0.2 线圈复位 电磁阀YV3 关闭;同时,S0.1线圈通电,[9]S0.1程序段被激活,下一次自动控制开始。
停止控制:自动控制过程中,若按下停止按钮SB2[2]I0.1常开触点闭合辅助继电器M0.2得电M0.2自锁触点闭合并供电被锁住了; [22]M0.2常闭触点断开,状态继电器S0.1无法得电,[9]S0.1程序段无法运行; [22] M0.2 常开触点闭合,当程序运行到[22] 时,T51 常开触点闭合,状态继电器S0.0 得电,[5] S0.0 程序段正在运行,但由于常开触点I0.0处于断开状态(SB1断开),状态继电器S0。 1不能设置,不能转入S0.1程序段,自动控制程序部分不能运行。
(3)手动控制过程。
断开手动/自动开关QS,选择手动控制方式【6】I1.0常开触点断开,状态继电器S0.1无法置位,无法转入S0.1程序段,即,无法进入自动控制程序; 【7】I1.0常闭触点闭合,开启手动控制程序按SB3,I1.1常开触点闭合,Q0.0线圈得电,电磁阀YV1打开,注入A液松开SB3,I1.1常闭触点断开,Q0.0线圈失电,电磁阀YV1关闭,停止注入A液按SB4注入B液,松开SB4停止注入B液按SB5排出C液,松开SB5停止排出C液 按SB6搅拌液体,松开SB6停止搅拌液体。
审稿编辑:唐子红