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混合液体控制装置设计的控制要求和硬件选用 |
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1.1 控制要求
图1-1为两种液体的混合装置结构示意图。SL1、SL2、SL3、为液面传感器,液面淹没时接通、两种液体(液体A、液体B)的流入和混合液体流出分别由电磁阀YV1、YV2、YV3控制,M为搅拌电动机,控制要求如下:
(1)初始状态：装置投入使用时，排液阀门打开10秒将容器放空后关闭。
(2)起动：按下起动按钮后，装置就开始按规定动作工作。液体A阀门打开，液体A流入容器中，当液面到达SL2时，关关闭液体A阀门，打开B阀门。当液面到达SL3时，关闭液体B阀门，同时搅拌电机开始工作。搅拌60秒后，电机停止工作，混合阀门打开，开始放出混合液。当液位下降到SL1,SL1有接通变为断开，再经过20秒后，容器放空，混合液体阀门YV3关闭，接着开始下一循环操作。
(3)停止操作：按下停止按钮，要处理完当前循环周期剩余的任务后，系统停止在初始状态上。
图1-1混合液体控制装置示意图
1.2 硬件选用
1．搅拌电动机选用奉化市溪口双良电机生产的YS90L4，其相关参数如表1-1
型号 YS90L4 极数 4P
额定功率 1.5（kW） 额定电压 380（V）
额定转速 1400（rpm） 防护等级 IP44
表1-1
2．电磁阀选用欧凯中国公司生产的OK8801活塞型电磁阀，其相关参数如表1-2所示。
型号规格 罗纹接口（英寸） 通径DN
[mm] KV值
[m3/h] 工作压力[bar] 控制方式 线圈功率DC（w） 外形尺寸[mm]
L H W
OK8801 G1/8 1.2 0.12 B016级：0-16 常开式 8 32 47 20
表1-2
3．液位传感器选用上海仪婷自控设备有限公司生产的小型浮球液位传感器MF-11F1，其主要技术参数如表1-3所示。
触点容量： 70w 触点寿命: 100万次
切换电流： 0.5A 开关电压： 24V DC
介质比重： >0.55 绝缘阻抗： >100MΩ
工作温度： -10—200℃ 工作压力： 1.0—3.0MPa
表1-3
4．由于输入输出数比较少，所以我们的PLC控制器选用西门子的S7-200，CPU为224的模块就足够了。S7-200编程器将在下一章给大家详细介绍。
2.编程器的选用与简介
2.1.1 西门子STEP 7-Micro/WIN32编程软件简介
STEP 7-Micro/WIN32编程软件是西门子公司专为SIMATIC系列S7-200可编程控制器研制开发的编程软件，它可以使用个人计算机作为图形编程器，用于在线（联机）或者（脱机）开发用户程序，并可在线实时监控用户程序的执行状态，是西门子S7-200用户不可缺少的开发工具。具有简单，易学，高效，节省编程时间，能够解决复杂的自动化任务；它具有强大的拓展功能，现在汉化程序后，可在汉化的界面下进行操作，使中国的使用起来更加方便。
2.1.2 S7-200系列PLC概述
西门子S7系列可编程控制器分为S7-400、S7-300、S7-200三个系列，分别为S7系列的大、中、小型可编程控制器系统。S7-200系列可编程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可编程控制器提供了4个不同的基本型号，常见的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四种基本型号。
（1）集成的24V电源
可直接连接到传感器和变送器执行器，CPU 221和CPU222具有180mA 输出。CPU224输出280mA，CPU 226、CPU 226XM输出400mA 可用作负载电源。
（2）高速脉冲输出
具有2 路高速脉冲输出端，输出脉冲频率可达20KHz，用于控制步进电机或伺服电机，实现定位任务
（3）通信口
CPU 221、CPU222和CPU224具有1个RS-485通信口。CPU 226、CPU 226XM具有2个RS-485通信口。支持PPI、MPI通信协议，有自由口通信能力。
（4）模拟电位器
CPU221/222有1个模拟电位器，CPU224/226/226XM有2个模拟电位器。模拟电位器用来改变特殊寄存器（SMB28，SMB29）中的数值，以改变程序运行时的参数。如定时器、计数器的预置值，过程量的控制参数。
（5）中断输入允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。
（6）EEPROM 存储器模块
可作为修改与拷贝程序的快速工具，无需编程器并可进行辅助软件归档工作。
（7）电池模块
用户数据（如标志位状态、数据块、定时器、计数器）可通过内部的超级电容存储大约5 天。选用电池模块能延长存储时间到200天（10年寿命）。电池模块插在存储器模块的卡槽中。
（8）不同的设备类型
CPU 221~226 各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。
（9）数字量输入/输出点
CPU 221具有6个输入点和4个输出点；CPU 222具有8个输入点和6个输出点；CPU 224 具有14个输入点和10个输出点；CPU226/226XM 具有24个输入点和16个输出点。CPU22X主机的输入点为24V直流双向光电耦合输入电路，输出有继电器和直流（MOS型）两种类型。
（10）高速计数器
CPU 221/222有4个30KHz高速计数器，CPU224/226/226XM有6个30KHz的高速计数器，用于捕捉比CPU扫描频率更快的脉冲信号。4.13 S7－200 PLC结构和安装
2.1.3 S7－200 PLC结构
图2-1
S7-200 CPU将一个微处理器、一个集成电源和数字量I/O点集成在一个紧凑的封装中，从而形成了一个功能强大的微型PLC， 在下载了程序之后，S7-200将保留所需的逻辑，用于监控应用程序
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