基于PLC变频控制的多液体混合控制系统设计

摘 要：应用西门子S7-200PLC和西门子MM440变频器，实现了多液体自动混合控制，该系统利用液位传感器控制实现了混合液体自动配比，能根据液体种类利用变频器调速进行不同速度搅拌，能进行温度控制和PH监控，提高了液体混合生产控制的灵活性和质量，并且在实践中证实了该系统的可行性。

关键词：变频器；PLC；混合控制；梯形图

文献标识码：B 中图分类号：TP273

目前，化工、制药等行业正在向自动化、提高生产效率方向发展。在这些行业中，多种液体混合是必不可少的工序。因此，开发液体自动混合配料系统，达到液体精确、安全、可靠混合的目的，已成为上述行业迫切需要解决的重要问题。变频器能实现无极调速，容易實现自动控制，应用越来越多。PLC是专用于工业控制的计算机[1]，成为工业自动化领域三大技术支柱之一。本文基于以上两种技术发展应用和液体自动配料混合的需要，设计了基于PLC变频控制的液体混合控制系统。

1 PLC变频控制的液体混合控制系统控制要求

本系统为三种液体混合，由液位传感器BG1、BG2、BG3，液体A阀门MB1、液体B阀门MB2、液体C阀门MB3、混合液阀门MB4、酸液控制阀MB5和碱液控制阀MB6，搅匀电机M，加热器H，PH传感器，温度传感器T组成。具体要求是打开“启动”开关，混合液阀门打开20秒将容器放空后关闭，然后进液体A，当液面到达BG3时，关闭MB1，打开MB2。液面到达BG2时，关闭MB2，搅匀电机以速率1搅拌，当搅拌1分钟后，停止搅拌开MB3。当液面到达BG1时，关闭液MB3，以速率2搅拌，搅拌时间2分钟后加热，达温加热器停止加热，PH值监控启动，当PH值达到设定范围，MB4得电，放混合液。液面下降到BG1时，BG1由接通变为断开，再过20秒容器放空，MB4关闭，开始下一周期。

2 PLC变频控制的液体混合控制系统硬件设计

（1）PLC和变频器的选择。

本系统需6个输入10个输出端子，考虑到扩展容量，选择S7-200PLC的CPU226。不同液体混合需要不同搅拌速度，需用变频器调速。本系统选用变频器MM440用于调速。变频器MM440使用固定频率调速可实现15段速度，设置频率源参数P1000=3， P0700=2，命令源为数字量输入端子DIN，用数字量输入端子DIN选择固定频率组合，实现电机多段速度运行[3]。

（2）液体混合系统输入输出分配。

根据上面分析，酸液体具体混合系统输入输出分配见下表。液阀在当混合溶液的pH值与设定值相比较偏大时自动打开；碱液阀在当混合溶液的pH值与设定值相比较偏小时自动打开[4]。

3 PLC变频控制的液体混合控制系统软件设计

4 结论

本文设计的多液体混合控制系统具有灵活、扩展方便等优点，液体的个数和搅拌速度都可改变，实现了多种液体混合的全过程，包括进料、混料、出料等过程。实践证明，该系统工作稳定可靠，性价比高，已在多种场合得到应用，应用效果明显。

参考文献：

[1]王永华.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2016.

[2]李新倬，郭伟.生活垃圾预处理带式输送机速度调节设计[J].起重运输机械，2016，（1）：14.

[3]刘颜良，李夏，付海涛.基于西门子PLC和MM440变频器的多段速控制方法应用[J].电工技术，2011，（8）：47.

[4]赵晓初.PLC变频控制的多液体混合控制系统[J].军民两用技术与产品，2015，（2）：53.

作者简介：王秀（1978-），女， 山东菏泽人，硕士，菏泽学院讲师，研究方向：自动控制与检测。