在化工、机械等行业的生产过程中，混料是十分重要也是必不可少的环节，混料的关键是保证混料过程中称重的准确性和可靠性，以及为达到使原料充分混合的温度的准确性和测量实时性。采用通用计算机控制，尽管可以达到控制精度，但成本高，对工作环境要求高，对现场操作人员要求也高。采用PLC实现混料控制，不但可以对混料过程的各个环节精确控制，而且大大降低成本，可直接应用于工业现场，对现场操作人员的要求也不高。

1系统工作原理

混料机控制的工艺主要包括上料称重、高混罐混合、冷混罐冷却降温等三个部分。

按下cycleon(循环开始)按钮，开始上料，上料电机启动，PLC启动定时器通过负压依次将原料吸入料斗秤，称重并转存于料斗内，待定时时间到，PLC给出控制信号，关闭上料电机，打开料斗秤的排料口，将原料送入高混罐，此时高混电机启动。原料在高混罐中通过搅拌升温，直至达到混合(化合)的目的。在混合的过程中热电偶将实时检测到的高混罐内的温度信号值，通过内部A/D转换器转换为数字信号，传送给PLC。当达到高混罐设定温度，PLC发出控制信号，打开高混罐排料口，将化合后的高温料送入冷混罐。此时，在PLC控制信号作用下，冷混电机启动，冷混水泵启动水循环使料降温，热电偶实时将冷混罐内的温度信号检测并转换为数字信号，传送给PLC，达到设定温度时冷混罐排料口打开，排料，完成一次混料的过程。

2系统硬件配置

配料机为了实现控制，需要大量的开关量和模拟量的输入、输出信号。本系统要考虑的现场信号有：料斗秤中称量模块检测的重量信号模拟量1路；按钮、选择开关、限位开关等开关量19路，以及驱动电磁阀、继电器、接触器、指示灯、报警装置等开关量21路。

以开关量为主，只有少量模拟量控制的系统，目前常用的有Siemens公司的S7-200和OMRON公司的COM1。经过比较，选择了前者，因为它功能强，性价比高，并提供了多种具有不同I/0点数CPU模块和数字量、模拟量I/0扩展模块供用户选用，I/0端子排易于拆卸、易于掌握、操作方便，具体配置如下：

1)主机为CPU224模块，共集成14输入I/0输出计24个数字量I/0点，可连接7个扩展模块，有1个RS485通信/编程口，机内有24VDC电源。系统由于开关量点多，利用了本机I/0。其中，DIO一DI10(DI11-DI14图2未标出)分别接入按钮、限位开关、手动开关等开关量输入信号，而DOO一DO7(DO8-D09图2未标出)分别驱动电磁阀、继电器等开关量输出信号。

2)扩展1个模拟量输入模块6ES54648MC。它有4路模拟量输入。料斗秤中计量模块检测到的质量mV信号放大到该模块的输入量程，由ch.o接收，再将其转换为数字信号，通过系统总线，送入CPU进行控制。

3)扩展1个数字量输入模块6ES54218MA。它有8路输入，其中脚1-2接24V电源，脚3-10分别接冷混称重部分相应的开关量输入信号。输入模块的作用是将现场的信号进行电平和格式的转换，形成PLC内CPU需要的标准信号。

4)扩展3个数字量输出模块6ES54518MR。它有8路输出，输出的公共端接220V交流电压，另有24V直流电源为此模块供电。输出模块的作用是将CPU输出的标准二进制控制信号转化为生产现场所需的、能驱动各执行机构动作的控制信号，如在本系统中驱动相应的电磁阀得电动作。

5)控制面板UNIOP为液晶显示覆膜键盘结构，通过PageMode的菜单选择可在线修改参数，也可作为运行时的控制，设定实时时钟、手动/自动转换、报警等功能。与主机相连时，用PC/PPL电缆接至CPU224模块的PPI接口即可。

以上混合机配置可以完成混料控制的全过程，操作工只需在控制柜面板上相应的位置打开或关闭开关/按钮，通过键盘输入相应的数据，即可投入运行。

3系统软件设计

西门子公司为S7-200系列专门设计的编程软件Step-7-Mico/WIN，是基于Windows平台的32位编辑软件包。它的用户程序结构简单，用户可以采用语句表(STL)、梯形图(LAD)或功能块(FBD)三种方式编程，编制的程序可以相互转换，使用方便，简单易学。

上料称重过程、高混罐内的混合过程及冷混罐内的冷却过程作为3个子程序被主程序(监控程序)调用。在此基础上，使用STEP7编程软件直接生成和编辑梯形图，方便了软件设计和调试。如手动、半自动、自动模式的转换，手动方式下单阀的操作等。采用流程图画面中TARGET(触屏区)背后运行脚本程序的方式实现人-机交互。

3.1操作模式的切换

从手动、半自动模式切换到自动模式，可在流程中点击“AUTO”，根据相应提示进行操作。

3.2手动模式下单阀的操作

手动模式下改变单阀的开关状态，可在流程图画面中点击此阀的图标，根据相应提示进行操作。

4结束语

本程序经过2年运行，操作人员反映人机界面友好，改变操作时均给出提示信息，便于操作。可随时改变操作方式，设定操作时间，程序运行无需维护，降低了劳动强度，节约了资金。