plc液体混合装置控制系统（plc液体混合装置控制实验）

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