在现今医药、食品、化工等行业中，多种液体混合是必不可少的工序，而且也是生产过程中十分重要的组成部分。但是，由于这些行业中所用到的材料，多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质，以致于现场工作环境十分恶劣，不适合人工现场操作;另外生产要求该系统要具有混合精确、控制可靠、工作效率高等特点，这也是人工操作和半自动化控制所难以实现的。所以，为了帮助相关行业特别是中小型企业改进液体混合工序，从而达到液体混合自动控制的目的，笔者根据所学知识，以三种液体混合为例，设计出以PLC 为核心的液体混合自动控制系统。
本设计主要利用PLC 来实现对多种液体混合的自动控制，系统中的电磁阀、搅拌机和液面传感器通过PLC 按所设定的参数动作运行，从而完成液体自动混合。其要求是将三种液体按一定比例混合，在经过电动搅拌、等待达到一定的温度后，才能将混合的液体输出容器。整个工作过程形成循环状态，在按停止按钮后，系统依然要完成本次混合才能结束。该系统的特点是，对于已经接好的线路，可以通过改变PCL 的程序来改变控制逻辑和参数，具有灵活的运用方式。
1 系统控制要求
本方案采用的是PLC 控制系统来实现控制要求。如图1为液体自动混合装置，其中，Y1，Y2，Y3 是顺序控制液体注入的3 个电磁阀，注入液体分别用A，B，C 来表示。Y4 是混合后液体排出的1 个电磁阀;L1、L2、L3、L4 是混合罐内依次向上的液位传感器，当液体浸住液位传感器时，传感器闭合，否则断开;M 是搅拌电动机。T 是温度传感器，温度高于某一设定值时，T 闭合;H 为加热电炉。
1.1 初始状态
容器是空的，电磁阀Y1、Y2、Y3 和电动机M 均为OFF，液位传感器L1、L2、L3、L4 均为OFF。
1.2 启动操作
按下启动按钮，开始下列操作：
(1)电磁阀Y1 先打开，开始注入液体A，并开始在PLC中计时，以控制液体的总流，当液面升至L1 时，L1 为ON，停止注入液体A，关闭Y1。
(2)开启电磁阀Y2，注入液体B，当液面升至L2 时，L2为ON，停止注入液体B，关闭Y2。
(3)开启电磁阀Y3，注入液体C，当液面升至L3 时，L3为ON，停止注入液体C，关闭Y3。
(4)开启搅拌机M，搅拌时间为预先设定为10 s(可以在工程需要时进行调节);10 s 后M 为OFF，搅拌停止。
(5)开启加热器(H 为ON)，开始加热，待加热到T 温度传感器设定值C 时，T 闭合，加热器H 为OFF，加热过程结束。
(6)Y4 打开放出混合液，至液体高度降为L1 后，再经5 s延时(以利于液体全部放出)停止放出。
1.3 停止操作
按下停止按钮，在当前的操作处理完毕后，停止操作，回到初始状态。
1.4 液位报警功能
L4 为安全限制液位传感器，平时为OFF，当液位到达或超过L4 时，L4 为ON，则停止一切活动并报警给工作人员检查系统故障，即该系统具有液位传感器损坏报警功能。
2 系统设计方案
2.1 输入和输出点分配
2.2 主要器件选择
PLC———根据I/O 的使用点数，拟采用三菱FX2N-48MR型PLC。
供电电源———额定功率为7.5kW，额定电压为380V，额定频率为50Hz。
液面传感器———广州市广盟计量仪器贸易有限公司的GWT-1 接触式水浸传感器。
温度传感器———佛山市顺德区佛诚电子有限公司的FC-Z 型电阻式温度传感器。
3 系统控制过程
3.1 系统控制流程
3.2 具体分析过程
(1)当按下SB0 按钮(X0)时，系统启动，Y1 得电并自锁，注入液体A;当液位传感器L1(X1)得电时，Y2 得电并自锁，注入液体B，此时Y1 失电，停止注入液体A;当液位传感器L2(X2)得电时，Y3 得电并自锁，注入液体C，此时Y2 失电，停止注入液体B;当液位传感器L3(X3)得电时，停止注入液体C，同时Y0 得电并自锁，搅拌机开始搅拌，定时器T0 开始计时10 s;10 s 后，T0 得电闭合，Y5 得电并自锁，加热器开始加热，当X5 闭合，即温度T 升高到设定温度C 时，Y4 得电并自锁，开始排放液体;当液位降到L1 时，X1 失电，X1 常闭触头断开，定时器T1 开始计时5 s，5 s 后，Y4 失电，停止排放液体。
(2)在工作过程中，当按下SB6 时，Y1、Y2、Y3 均失电，但Y0、Y4、Y5 继续得电，整个工作过程继续运行到结束。准备下一个循环过程。
(3)在工作过程中，当液位达到L4 时，X4 得电，其常开触头闭合，Y6 得电并自锁，报警器N 报警，同时对Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5 复位，停止一切工作，等待工作人员检查故障。
4 结束语
随着PLC 技术的飞速发展，人们可以对原有液体混合装置进行技术改造，提出数据采集、自动控制、运行监视、报警、运行管理等多方面要求。按照本设计组成的液体混合控制系统，采取了一系列可靠的设计方案，利用PLC 实现了对混合过程的精确控制，提高了工作过程的稳定性和自动化程度，具有很高的可靠性与实用性。因此具有广阔的市场前景，适合于各种液体的混合调配。
当然，在该系统设计中尚有许多不足，有些地方的设计思想还不成熟。但是，随着可编程逻辑控制系统的日益发展，相信这套系统在不久的将来，会有良好的发展前景，被我们更加合理的应用于生产实践当中，并带来经济效益。
(审核编辑: 智汇胡妮)
