基于Multisim的工业混料器的设计与开发

谢海良 王爱花

摘要：用Multisim创建了一种工业混料器的仿真模型，对其运行过程进行仿真分析，为实际的产品开发设计提供了必要的参考资料和第一手数据。

关键词：工业；混料器；Multisim

中图分类号：TM7

文献标识码：A

文章编号：2095-6487 （2018） 01-0036-02

0 引言

工业混料器在化工、食品、制药等原料生产企业中得到广泛应用，它的作用是将几种原材料按照工艺要求设定的体积比或重量比进行混匀调配后再进入下一个生产工艺流程。

1 工业混料器的设计要求

在混料器料罐空时，由启动按钮启动混料器，自动完成从进料到混合料完全排出的全过程。如果在需要启动时，混料器由于料罐不空而无法启动，则在使用排空按钮进行料罐排空后，再由启动按钮启动混料器。进料阀、排料阀和搅拌机均由开关控制。并且，进料阀和排料阀分别控制料罐料位的升高和降低。料罐料位和混料比设置以百分数形式显示。混料比设置采用数值递增或递减的方式进行。为方便设置，将混料比预设为50%。为防止在混料进程中改变混料比，混料器启动后，应自动关闭混料比设置[1]。

2 工业混料器的工作原理

以2种流体料的混合为例，按设定体积比进行混匀调配，控制系统采用PLC控制方式，其控制原理如图1所示。混料器的控制是以PLC控制器为核心，协调控制各模块工作，见图1所示。

2.1 PLC控制器

輸入端接收混料开关信号（包括启动，排空，液位的满、中、空等开关信号），输出控制混料设备、液位控制器和混料比设定电路。

2.2液位控制器

在PLC控制器的控制下，按照混料比的设定要求，产生混料的液位信号，并以百分比的形式显示混料液位[2]。

2.3混料比设定电路，按使用要求

设定2种混合液料的混料比（以百分比的形式显示）。本电路模块有默认设置（如50%），在此基础上，可增减设置混合液料的混料比[3]。

2.4混料比设定开关禾和混料控制关，产生各种控制信号

2.5混料比设定显示和液位显示，以百分比形式显示混料比和液位

3 基于Multisime'JI，ll混料器J设-

3.1 PLC控制器设计

PLC控制器的硬件电路由输入模块（基地址为100，接收输入开关信号）和输出模块（基地址为200，输出控制信号）组成。根据工业混料器的功能要求，编制PLC控制程序，流程图如图2所示‘钔。

3.2液位控制器设计

液位控制器用来模拟液体混料器的液位增减。当混料器启动后，混料器进料阀A打开，液位增加（从O增加到设定值）；到设定值后，混料器运料阀A关闭、进料阀B打开，液位继续增加（从设定值增加到100%）；搅拌器工作；最后排料阀C打开，液位降低（从100%减小到O）。这样，一次混料过程结束[5]。

3.3混料比设定电路设计

混料比设定电路用来设定两种工业原料的体积比，本电路预设为50。当系统PLC控制器工作时，PLC控制器输出“工作”信号，封锁混料比的设定。

3.4总体电路设计

将单元电路PLC控制模块、液位控制器模块和混料比设定电路模块连接在一起，外接输人开关、输出指示灯和显示数码管，构成如图3所示的工业混料器总体电路。

4 仿真分析

4.1 混料比设定功能

按P键，切换开关S2至上触点，在此基础上按D键，当开关Sl在上触点时，混料比在初值（50）的基础上自动增加；按D键，开关Sl在下触点时，混料比自动减小。当混料比达到确定值时，将开关S2切换至下触点，设定停止。或者在混料比设定的过程中，按S键，合上启动开关Jl，启动混料器，设定电路封锁设定值[6]。

4.2液位信号增减和混料器阀门状态显示功能

按S键，合上开关Jl，液位控制器和PLC控制器工作。液位显示数据从000向上递增，当液位显示数据在000—050时，进料阀A指示灯亮；当液位显示数据在050～100时，进料阀A指示灯灭，进料阀B指示灯亮；当液位显示数据在100时，搅拌机指示灯亮，且延时至设定值。最后，排料阀打开，排料阀指示灯C亮，液位显示数据从100向下递减到000，整个混料过程结束。

4.3检修

检修功能是模拟工业混料器的检修操作，当开关J2合上时，PLC控制器延时2s，同时排料阀C指示灯亮，表示排除剩料，进行检修操作。

5 结束语

用Multisim可以快速设计出工业混料器电路，并进行仿真分析，大大缩短了工业混料器的开发设计周期，为实际的产品开发设计提供了必要的参考资料和第一手数据。

参考文献

[1] 从宏寿，程卫群，李绍铭.Multisim8仿真与应用实例开发[M].北京：清华大学出版社，2007.

[2] 万琰，谢海良，基于Multisiml0的任意计数器的设计与仿真[J].世界科技研究与发展，2008，30（4）：452 454.

[3] 谢海良，齐伟民.基于Multisim9. 0的单管放大电路分析[J].世界科技研究与发展，2008（1）：46-48.

[4] 王冠华，王伊娜.Multisim8电路设计及应用[M].北京：国防工业大学出版社，2006.

[5] 孔云龙，谢海良.Multisim9.0在电子电路实验中的应用[J].三门峡职业技术学院学报，2008（1）：117 118.

[6] 常华，袁刚，常敏嘉.仿真软件教程：Multisim和Matlab [M].北京：清华大学出版社，2006.