在化工、机械等行业的生产过程中，混合是非常重要和必不可少的环节，混合的关键是保证混合过程称重的准确性和可靠性，以及为了实现原料的充分混合，实现温度的准确性和测量的实时性。通过计算机控制，虽然可以达到控制精度，但是成本高，对工作环境的要求高，对现场操作人员的要求也高。利用PLC实现搅拌控制，不仅可以对搅拌过程的各个环节进行精确控制，而且大大降低了成本，可以直接应用于工业现场，对现场操作人员要求不高。

1系统原理

混合投料系统主要由三部分组成：加料称重、高搅拌罐混合、冷搅拌罐冷却。

按下cycleon(循环启动)按钮，开始加料，加料电机启动，PLC启动称重仪表通过负压将料吸入料斗秤中，称重并转移到料斗中，待计时到时间，PLC给出控制信号，关闭加料电机，打开料斗秤的出料口，将原料送到高位混合罐，此时，高位混合电机启动按下cycleon(循环启动)按钮，开始加料，加料电机启动，PLC启动称重仪表通过负压将被吸入到料斗秤中，称重并转移到料斗中，待计时到时间，PLC给出控制信号，关闭进料电机，打开料斗秤的出料口，将原料送到高混罐中，此时，高混电机启动原料在高混罐中通过搅拌升温、直到达到混合的目的(合成混合过程中)，热电偶将实时检测到的高混合罐温度信号值，通过内部的A/D转换器转换成数字信号，传送给PLC，当高混合罐达到设定温度时，PLC发出控制信号，打开高混合罐出料口，将高温化学结合后的物料送入冷混合罐。

这时，在PLC控制信号的作用下，冷拌电机启动，冷拌泵启动水循环使物料冷却，热电偶实时检测冷拌罐温度信号并转换成数字信号，传送给PLC，达到设定温度时冷拌罐出料口打开，卸料，完成一次搅拌过程。

2系统硬件配置

为了实现控制，需要大量的开关和模拟输入输出信号。本喂料系统要考虑的现场信号有：料斗秤中称重模块检测到的重量信号模拟：按钮、选择开关、限位开关等开关，以及驱动电磁阀、继电器、接触器、指示灯、报警装置等开关。

基于开关，只有少量的模拟控制，目前常用的西门子S7-200和欧姆龙的CQM1。经过比较，选择了前者，因为其功能性强，性价比高，并提供了多种不同I/O点的CPU模块和数字、模拟I/O扩展模块供用户选择，其I/O端子排易于拆卸、易于抓握、易于操作。I/O端子排易于拆卸，易于抓握，便于操作，具体配置如下：

1)主机为CPU224模块，共有14个输入集成I/O输出计24个数字I/O点，可连接7个扩展模块，有一个RS485通讯/编程端口，机器有一个24VDC电源。系统由于有开关量输入点，使用了本地I/O。它们分别接入按钮、限位开关、手动开关等开关量输入信号，分别驱动电磁阀、继电器等开关量输出信号。

2)扩展一个模拟输入模块6ES54648MC。它有四路模拟输入。料斗秤中称量模块检测到的质量mV信号放大到模块的输入范围，由ch.0接收，然后转换成数字信号，通过系统总线送到CPU进行控制。

3)扩展一个数字输入模块6ES54218MA。它有8路输入，其中1-2脚接24V电源，3-10脚分别接冷拌称重部分对应的开关输入信号。输入模块的作用是将现场信号的电平和格式转换成PLC中CPU需要的标准信号。

4)扩展三个数字输出模块6ES54518MR。它有8路输出，公共端为220V交流电压，另一路24VDC电源为该模块供电。输出模块的作用是将CPU输出的标准二进制控制信号转换成生产现场需要的控制信号，可以驱动各个执行机构的动作，比如驱动相应的电磁阀在这个系统中得电。

5)控制面板UNIOP是液晶显示屏覆盖的键盘结构。通过页面模式的菜单选择可以在线修改参数，也可以作为运行时控制来设置实时时钟、手动/自动转换、报警等功能。当连接到主机时，用PC/PPL电缆将其连接到CPU224模块的PPI接口。以上配置可以完成整个搅拌控制过程，操作人员只需打开或关闭控制柜面板上相应位置的开关/按钮，并通过键盘输入相应的数据，即可投入运行。

3系统软件设计

Step-7-Mico/WIN是西门子专门为S7-200系列设计的编程软件，是基于Windows平台的32位编辑软件包。它的用户程序结构简单，用户可以用三种方式编程：语句表（STL）、梯形图（LAD）或功能块（FBD）。编译后的程序可以相互转换，使用方便，简单易学。

主程序（监控程序）调用进料和称重过程、高混罐中的混合过程和冷混罐中的冷却过程作为三个子程序。在此基础上，利用STEP7编程软件直接生成和编辑梯形图，便于软件设计和调试。

4结论

该配料系统已在生产线上得到应用。目前已正常运行一年多，取得了良好的效果。混合精度准确，完全符合设计要求；同时，该系统自动化程度高、维护简单、使用方便，降低了工人的劳动强度。相信该系统对类似生产线的供料系统设计具有一定的参考价值。