PLC多种液体混合自动灌装控制系统的设计(3)
2. 硬件配置设计
本设计主要完成三种液体的灌装，此装置需要控制的元件有：液面传感器L1、L2、L3、L4，控制进料的电磁阀M1、M2、M3，控制放料电磁阀M4，搅拌电机M，温度传感器P，加热器N，主传送带电机T，推送装置Y。所有这些元件的控制都属于数字量控制，通过引线与相应的控制系统连接从而达到控制效果，其示意图如图1所示。
2.1 控制系统工作过程
控制系统初始状态：
系统工作前容器是空的，各个电磁阀门M1、M2、M3、M4、M5、M6均为OFF，液位传感器L1、L2、L3均为OFF，电动机M为OFF，加热器N为OFF，传送带为OFF，微波测微仪Q及推动装置Y都为OFF。
控制系统工作状态：
按下启动按扭后，系统程序开始如下操作。
(1) 控制系统根据给定的混合方案，设定容器中A、B、C三种液体的添加位置，首先打开电磁阀M1即M1 = ON，物料A进入容器，当液面达到L1时，M1= OFF,停止进A物料；同时M2=ON，物料B进入容器，当液面达到L2时，M2=OFF，停止进B物料；同时M3=ON，物料C进入容器，当液面达到L3时M3=OFF，停止进C物料。
(2) 同时启动搅拌机M，开始搅拌，搅拌一定时间（如15 min）后，停止搅拌。
(3) 根据不同的液体混合要求，对混合液进行加热或冷却，若需加热，则由温度传感器装置监测容器内混合液温度，启动加热器N对液体加热[6]。当加热到所需温度后，停止加热（若需冷却，则打开电磁阀M5往容器壁冷却管道通入冷水，对容器内液体进行降温，直至混合液降至所需温度，则关闭冷却装置）。
(4) 容器内混合液加热或冷却后，启动驱动电动机T，传送带开始运转，一直保持到停止开关动作或灌装设备出料口下的传感器Q检测到一个瓶子时停止；当瓶子定位在灌装设备下面时，停顿1.2秒，灌装设备出料口开始放料（如灌装过程为3秒）即M4=ON，为该过程设定灯光报警装置，到达灌装设定时间后，停止灌装并关闭显示报警[7]。同时开启空瓶检测装置，当检测到空瓶时，启动推动装置Y，将次品推送到次品传送带上。
(5) 当液位传感器检测到容器内混合液低于L4时，再经5秒停止放液，M4=OFF。传送带停止运转。重复上述过程，实现多种液体混合自动灌装。
在控制系统灌装过程中往往会出现次品，例如：灌装不完全、不满，灌装结束后留下空瓶等，这些都降低了生产效率，不利于全自动灌装过程的有序进行，造成了产品次品率的增加，给生产带来了一定的损害。为能更好的利用资源，提高生产效率。本论文在原有自动罐装的基础上增加了次品回收环节，从而大大提高了生产效率，实现了灌装一体化操作。图2、图3分别为次品回收装置示意图与推瓶装置俯视图。
2.2 本设计所涉及的元器件
(1) 液位传感器
选用上海思派研制的SLD系列电极式液位传感器。该液位传感器开关与继电器配合工作，当导电液体介质同电极棒没有接触时，电极棒之间没有电流。当电极棒接触到液体时，电极棒导通，继电器动作，即可检测到容器内液面高度。通过继电器供给的微弱电波，使得产品可以长时间地安全使用。该液位开关在恶劣的环境下，可提供准确、可靠的液位检测，具有较高的适应环境能力与耐腐蚀抵抗能力。
相关元件主要技术参数及原理如下：
①工作温度：-20~200°C；
②工作压力：3.0MPa； ③触点寿命：200万次； ④触点容量：240VAC/4VDC；
⑤电源电压：220VAC/24VAC；
⑥过程连接：螺纹或法兰（大小跟所需控制液位点数有关）。
(2) 温度传感器