基于S7200PLC饮料混合机的控制系统设计.docx

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基于S7200PLC饮料混合机的控制系统设计

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江天亮+张少波

摘要：为了实现饮料混合机能够完成手动、自动及CIP清洗功能，达到混合机能够把水、糖浆、CO2按一定比例混合，最终能够使饮料混合机具有故障报警提示及故障复位功能的目的。主要运用压力及液位传感器、继电器、流量计等元器件。采用了西门子S7?200PLC处理实现的方法，做了PLC仿真实验，实现饮料混合机的设计功能，证实了基于S7?200PLC饮料混合机的控制系统设计的可行性和可靠性。

关键词：西门子S7?200PLC；饮料混合机；控制系统；软件设计

中图分类号：TN911.7?34；TB472文献标识码：A文章编号：1004?373X（2014）13?0102?03

DesignofbeveragemixercontrolsystembasedonS7?200PLC

JIANGTian?liang，ZHANGShao?bo

（XiangXiVocationalandTechnicalCollegeForNationalities，Jishou416000，China）

Abstract：Inordertoachievemanual，automaticalandCIPcleaningfunctions，mixingofsyrup，waterandCO2accordingtocertainproportion，andfaultalarmpromptandfaultresetfunctionsofbeveragemixer，pressuresensor，liquid?levelsensor，relay，flowmeterandSiemensS7?200PLCwereadoptedinthecontrolsystemofbeveragemixer.ThePLCsimulationexperimentwasperformed.Thedesignfunctionsofbeveragemixerwereachieved.ThefeasibilityandreliabilityofbeveragemixercontrolsystembasedonS7?200PLCwereconfirmedbytheexperiment.

Keywords：SiemensS7?200PLC；beveragemixer；controlsystem；softwaredesign

0引言

近年来我国饮料行业高速发展，但碳酸饮料始终占据着市场中的较大份额。碳酸饮料的发泡和刺激味道来自CO2，饮料内的CO2使用量取决于特定的口味和品牌，加工中使用低温液体和增大压力使更多的CO2溶解，来加速碳酸化作用。饮用时，由于温度增高使CO2气化，产生刺激并带走人体热量，所以给饮用者以清凉感。CO2改善了风味，参与提供了酸性环境，产生了刺激性的口感，并赋予了碳酸饮料特有的泡沫奔涌的外观。首先是调节风味，在饮料中碳酸起到调节溶液pH值的作用，使饮料中各种原料风味更协调，其次起防腐的作用，碳酸可使pH值下降，耐酸菌除外，其他的微生物均难以繁殖和生存，CO2的存在使容器内缺氧，许多嗜氧菌也无法生存，CO2使容器内有一定的压力，压力也能使微生物生长条件破坏甚至死亡。这些特性可以使汽水、汽酒类饮料具有较好的防腐能力，从而延长了保质期。所以碳酸饮料的CO2含量是一个重要的特征性质量指标。

1混合机控制方案设计

1.1任务分析

本次设计的任务是以S7?200系列PLC作为处理核心，用液位开关、压力传感器将生产过程中的信号（如液位，压力，流量等）采集后送给PLC处理器，由PLC对数据进行运算，然后输出驱动信号（如接触器、电磁阀等）来完成饮料混合机的自动生产过程。

本机的主要运行原理[1]如图1所示，纯净水先经真空脱气装置脱氧后经水泵输出到水罐；糖浆经糖浆泵输送至糖浆罐；水和糖浆分别经调节阀、流量计后进行混合，混合后经混合泵输送至成品罐，混合液在进入成品罐前还需作预碳化处理，即把[CO2]气体注入混合液中，注入混合液的[CO2]受流量计控制一定的流量；混合好后经过冷媒冷却送入碳化罐中储存，最后输送到灌装机灌注。

1.2硬件方案设计

本装置主要由脱气系统、混合系统、碳化系统和电气控制系统等几部分所组成[2]。

图1运行原理图

1.2.1脱气系统

（1）脱气罐为一负压容器。顶部装有气动角阀、通大气管路、真空系统管路。侧面装有真空压力表，浮球式液位计（高、低、极限低