CN104858190B - 一种plc海水试验箱自冲洗装置及其控制方法 - Google Patents

一种plc海水试验箱自冲洗装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种PLC海水试验箱自冲洗装置及其控制方法，该装置包括管路系统和PLC控制系统，管路系统包括海水试验箱和冲洗水箱，冲洗水箱通过输水管路Ⅰ和输水管路Ⅱ向海水试验箱内输送加压冲洗水，海水试验箱上设有排放管路和用于回收海水试验溶液的回收管路，PLC控制单元依据海水试验箱和冲洗水箱内的液位和浑浊度信息，通过I/O驱动电路接口模块对设置在排放管路和回收管路上的冲洗电磁阀、排放电磁阀以及分别设置在输水管路Ⅰ和输水管路Ⅱ上的冲洗泵Ⅱ和冲洗泵Ⅰ进行控制，从而实现海水试验箱的自动冲洗过程操作。本发明避免了由于人工清理不及时对海水试验结果产生的不利影响，同时提高了海水试验溶液的重复利用率。

Description

一种PLC海水试验箱自冲洗装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及海水腐蚀试验中海水试验箱的自冲洗装置及其控制方法技术领域，特别是一种基于PLC控制的海水试验箱自冲洗装置及其控制方法。
背景技术
海水是一种含有多种盐类的电解质溶液，以3%～3.5%的氯化钠为主盐，海水中氯离子含量很大，海水的高含盐量、含砂量，而且通常还溶解有空气，以上特征使得海水对金属具有强腐蚀性。
在对金属构件防护涂层研究所进行的海水腐蚀性试验中，会在海水试验溶液中产生一定量的污垢，并沉集到海水试验箱的底部，如果不及时清理，会对海水腐蚀性试验的结果造成一定的影响。常规的清理方式是采用人工、定期清洗的方式，但是人工清理的方法存在清理不及时、劳动强度较大、工作繁琐等问题，且对海水试验溶液的重复利用和海水腐蚀性试验的结果都会产生不利的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种PLC海水试验箱自冲洗装置及其控制方法，本发明基于PLC控制单元高的可靠性和较强的运算处理能力，能够根据每次海水试验后海水试验溶液的浑浊度，自动进行海水试验箱内部的冲洗操作。
为了实现上述的目的，本发明的技术方案是：一种PLC海水试验箱自冲洗装置，包括管路系统和PLC控制系统，管路系统包括海水试验箱和冲洗水箱，冲洗水箱通过输水管路Ⅰ和输水管路Ⅱ向海水试验箱内输送加压冲洗水，在输水管路Ⅰ和输水管路Ⅱ上分别设有冲洗泵Ⅱ和冲洗泵Ⅰ，所述海水试验箱上设有排放管路和用于回收海水试验溶液的回收管路，在排放管路和回收管路上分别设有冲洗电磁阀和排放电磁阀；
所述PLC控制系统包括PLC控制单元、I/O驱动电路接口模块、设置在海水试验箱内的浑浊度传感器和液位传感器以及设置在冲洗水箱内的浮球液位开关，浑浊度传感器和液位传感器的信号输出端分别与PLC控制单元的相应的模拟量输入端连接，浮球液位开关的输出端通过I/O驱动电路接口模块的相应I/O端口与PLC控制单元的相应的I/O输入端连接，PLC控制单元依据海水试验箱和冲洗水箱内的液位和浑浊度信息，通过I/O驱动电路接口模块对所述冲洗泵Ⅱ、冲洗泵Ⅰ、冲洗电磁阀和排放电磁阀进行控制。
上述PLC海水试验箱自冲洗装置的控制方法，包括以下步骤：
1）、PLC控制单元上电启动，完成系统初始化操作；
2）、海水试验箱内完成海水试验后，检测海水试验箱内海水试验溶液的浑浊度，并对海水试验溶液的浑浊度进行判断：如果浑浊度值满足下一次海水试验的要求，打开排放电磁阀，继续进行新一轮的海水试验；如果浑浊度值不能满足下一次海水试验的要求，打开冲洗电磁阀，排放掉海水试验箱内的海水试验溶液，进入自冲洗过程；
3）、检测冲洗水箱内的液位，并对其进行判断：如果液位不满足自冲洗液位要求，故障报警，自冲洗过程终止；如果液位满足自冲洗液位要求，则启动冲洗泵Ⅰ和冲洗泵Ⅱ，对海水试验箱进行冲洗；
4）、检测海水试验箱内的冲洗水位，并对其进行判断：如果冲洗水位未达到自冲洗水位要求，继续冲洗；如果冲洗水位达到自冲洗水位要求，关闭冲洗泵Ⅰ和冲洗泵Ⅱ，本轮冲洗海水试验箱的操作结束；
5）、检测海水试验箱内冲洗废液的浑浊度，并对其进行判断：如果冲洗废液的浑浊度达到冲洗要求，打开冲洗电磁阀，排放冲洗废液，自冲洗过程结束；如果冲洗废液的浑浊度未达到冲洗要求，打开冲洗电磁阀，排放冲洗废液，重复步骤3）~步骤5）过程。
有益效果：本发明通过设置在海水试验箱内的浑浊度传感器来监测每次海水试验后海水试验箱内海水试验溶液的浑浊度，并通过PLC控制系统来自动控制对海水试验箱的冲洗操作，冲洗过程实现了自动操作，避免了由于人工清理不及时对海水试验结果产生的不利影响，同时提高了海水试验溶液的重复利用率。
附图说明
图1是本发明PLC海水试验箱自冲洗装置的总体结构图；
图2是本发明自冲洗装置管路系统的结构示意图；
图3是本发明自冲洗装置PLC控制系统的电路示意图；
图4是本发明的I/O驱动电路接口模块的电路示意图；
图5是本发明控制方法的流程图；
图中：1、海水试验箱，2、冲洗水箱，3、冲洗泵Ⅰ，4、冲洗泵Ⅱ，5、冲洗管Ⅰ，6、冲洗管Ⅱ，7、排放电磁阀，8、冲洗电磁阀，9、浑浊度传感器，10、PLC控制单元，11、I/O驱动电路接口模块，12、220V电源1，13、220V电源2，14、24V电源，15、浮球液位开关，16、液位传感器。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种PLC海水试验箱自冲洗装置，包括管路系统和PLC控制系统，管路系统包括海水试验箱1和冲洗水箱2，冲洗水箱2通过输水管路Ⅰ和输水管路Ⅱ向海水试验箱1内输送加压冲洗水，在输水管路Ⅰ和输水管路Ⅱ上分别设有冲洗泵Ⅱ4和冲洗泵Ⅰ3，所述海水试验箱1上设有排放管路和用于回收海水试验溶液的回收管路，在排放管路和回收管路上分别设有冲洗电磁阀8和排放电磁阀7。
上述管路系统具体可采用如下结构：自来水管道与安装在冲洗水箱2上部的浮球液位开关15的进水口连接，浮球液位开关15的出水口与安装在冲洗水箱2内部的淡水进水管路连接；冲洗泵Ⅰ3的进水口与冲洗水箱2内部的第一上水管路连接，冲洗泵Ⅰ3的出水口与安装在海水试验箱1内的环形的冲洗管Ⅱ6连接，冲洗泵Ⅱ4的进水口与冲洗水箱2内部的第二上水管路连接，冲洗泵4的出水口与安装在海水试验箱1内的环形的冲洗管Ⅰ5连接，共同构成海水试验箱1的冲洗管路；冲洗管Ⅱ6和冲洗管Ⅰ5用于对海水试验箱1的底部进行冲洗。海水试验箱1出水口与安装在海水试验箱1底部的排水管路连接，海水试验箱1的排水管路分别与排放管路和用于回收海水试验溶液的回收管路连接，冲洗电磁阀8和排放电磁阀7分别设置在所述排放管路和回收管路上。所述冲洗水箱2为海水试验箱1的自动冲洗提供足量的淡水供应。液位传感器16安装在海水试验箱1的上部，用于对海水试验箱1内冲洗水的液位进行检测；浑浊度传感器9安装在海水试验箱1的内部，用于对海水试验箱1内海水试验溶液和冲洗水的浑浊度进行检测。
所述PLC控制系统包括PLC控制单元10、I/O驱动电路接口模块11、设置在海水试验箱1内的浑浊度传感器9和液位传感器16以及设置在冲洗水箱2内的浮球液位开关15，PLC控制单元10依据海水试验箱1和冲洗水箱2内的液位和浑浊度信息，通过I/O驱动电路接口模块11对所述冲洗泵Ⅱ4、冲洗泵Ⅰ3、冲洗电磁阀8和排放电磁阀7进行控制。
上述PLC控制系统以PLC控制单元10为海水试验箱1自动冲洗的控制单元；PLC控制单元10对浑浊度传感器9、浮球液位开关15、液位传感器16的采集数据进行处理，以实现对海水试验箱1的内部自动进行冲洗操作。其具体连接结构为：
安装在海水试验箱1内部的浑浊度传感器9的4-20mA信号输出端A1、B1分别PLC控制单元10的模拟量输入端口A1、B1连接；安装在海水试验箱1上部的液位传感器16的4-20mA信号输出端A2、B2分别PLC控制单元10的模拟量输入端口A2、B2连接；浮球液位开关15的输出端I0.3、电源端+24V分别与I/O驱动电路接口模块11的I/O输入端口I0.3、电源端+24V连接；PLC控制单元10的I/O控制输出端口Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3分别与I/O驱动电路接口模块11的I/O控制输入端口Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3连接；PLC控制单元10的I/O控制输出端口的接地端M与I/O驱动电路接口模块11的接地端GND连接；PLC控制单元10的I/O输入端口的接地端1M与I/O驱动电路接口模块11的接地端GND连接；PLC控制单元10的220V电源输入端L1、N1分别与220V电源112的输出端L1、N1连接；I/O驱动电路接口模块11的I/O控制输出端口KQ0.0、I/O驱动电路接口模块11的接地端GND分别与排放电磁阀7的驱动端KQ0.0、接地端GND连接；I/O驱动电路接口模块11的I/O控制输出端口KQ0.1、I/O驱动电路接口模块11的接地端GND分别与冲洗电磁阀8的驱动端KQ0.1、接地端GND连接；I/O驱动电路接口模块11的I/O控制输出端口KQ0.2、I/O驱动电路接口模块11的电源端N2分别与冲洗泵Ⅰ3的驱动端KQ0.2、电源端N2连接；I/O驱动电路接口模块11的I/O控制输出端口KQ0.3、I/O驱动电路接口模块11的电源端N2分别与冲洗泵Ⅱ4的驱动端KQ0.3、电源端N2连接；I/O驱动电路接口模块11的220V电源输入端L2、N2分别与220V电源213的输出端L2、N2连接；I/O驱动电路接口模块11的24V电源输入端+24V、GND分别与24V电源14的输出端+24V、GND连接。
所述的I/O驱动电路接口模块11的具体结构为：
I/O驱动电路接口模块11的24V电源输入端+24V、接地端GND分别与24V电源14的输出端+24V、接地端GND连接；I/O驱动电路接口模块11的220V电源输入端L2、N2分别与220V电源213的输出端L2、N2连接；I/O驱动电路接口模块11的I/O输入端口Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3分别与PLC控制单元10的I/O输出端口Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3连接；I/O驱动电路接口模块11的接地端GND与PLC控制单元10的I/O输出端口的接地端M连接；I/O驱动电路接口模块11的I/O输入端口Q0.0与中间继电器KA0的控制端Q0.0连接；I/O驱动电路接口模块11的接地端GND与中间继电器KA0的控制接地端GND连接；I/O驱动电路接口模块11的24V电源输入端+24V与中间继电器KA0的电源输入端+24V连接；中间继电器KA0的输出端KQ0.0与排放电磁阀7的驱动端KQ0.0连接；I/O驱动电路接口模块11的接地端GND与排放电磁阀7的接地端GND连接；I/O驱动电路接口模块11的I/O输入端口Q0.1与中间继电器KA1的控制端Q0.1连接；I/O驱动电路接口模块11的接地端GND与中间继电器KA1的控制接地端GND连接；I/O驱动电路接口模块11的24V电源输入端+24V与中间继电器KA1的电源输入端+24V连接；中间继电器KA1的输出端KQ0.1与冲洗电磁阀8的驱动端KQ0.1连接；I/O驱动电路接口模块11的接地端GND与冲洗电磁阀8的接地端GND连接；I/O驱动电路接口模块11的I/O输入端口Q0.2与中间继电器KA2的控制端Q0.2连接；I/O驱动电路接口模块11的接地端GND与中间继电器KA2的控制接地端GND连接；I/O驱动电路接口模块11的电源输入端L2与中间继电器KA2的电源输入端L2连接；中间继电器KA2的输出端KQ0.2与冲洗泵Ⅰ3的驱动端KQ0.2连接；I/O驱动电路接口模块11的220V电源输入端N2与冲洗泵Ⅰ3的220V电源端N2连接；I/O驱动电路接口模块11的I/O输入端口Q0.3与中间继电器KA3的控制端Q0.3连接；I/O驱动电路接口模块11的接地端GND与中间继电器KA3的控制接地端GND连接；I/O驱动电路接口模块11的电源输入端L2与中间继电器KA3的电源输入端L2连接；中间继电器KA3的输出端KQ0.3与冲洗泵Ⅱ4的驱动端KQ0.3连接；I/O驱动电路接口模块11的220V电源输入端N2与冲洗泵Ⅱ4的220V电源端N2连接；I/O驱动电路接口模块11的I/O输出端口I0.3与PLC控制单元10的I/O输入端口I0.3连接；I/O驱动电路接口模块11的接地端GND与PLC控制单元10的I/O输入端口的接地端1M连接；I/O驱动电路接口模块11的I/O输入端口I0.3与浮球液位开关15的输出端I0.3连接；I/O驱动电路接口模块11的24V电源输入端+24V与浮球液位开关15的电源端+24V连接；
本发明所述PLC海水试验箱自冲洗装置的控制方法包括以下步骤：
1）、PLC控制单元上电启动，完成系统初始化操作；
2）、海水试验箱内完成海水试验后，检测海水试验箱内海水试验溶液的浑浊度，并对海水试验溶液的浑浊度进行判断：如果浑浊度值满足下一次海水试验的要求，打开排放电磁阀，继续进行新一轮的海水试验；如果浑浊度值不能满足下一次海水试验的要求，打开冲洗电磁阀，排放掉海水试验箱内的海水试验溶液，进入自冲洗过程；
3）、检测冲洗水箱内的液位，并对其进行判断：如果液位不满足自冲洗液位要求（即浮球液位开关断开），故障报警，自冲洗过程终止；如果液位满足自冲洗液位要求（即浮球液位开关闭合），则启动冲洗泵Ⅰ和冲洗泵Ⅱ，对海水试验箱进行冲洗；
4）、检测海水试验箱内的冲洗水位，并对其进行判断：如果冲洗水位未达到自冲洗水位要求，继续冲洗；如果冲洗水位达到自冲洗水位要求，关闭冲洗泵Ⅰ和冲洗泵Ⅱ，本轮冲洗海水试验箱的操作结束；
5）、检测海水试验箱内冲洗废液的浑浊度，并对其进行判断：如果冲洗废液的浑浊度达到冲洗要求，打开冲洗电磁阀，排放冲洗废液，自冲洗过程结束；如果冲洗废液的浑浊度未达到冲洗要求，打开冲洗电磁阀，排放冲洗废液，重复步骤3）~步骤5）过程。

Claims (2)

1.一种PLC海水试验箱自冲洗装置，其特征在于：包括管路系统和PLC控制系统，管路系统包括海水试验箱（1）和冲洗水箱（2），冲洗水箱（2）通过输水管路Ⅰ和输水管路Ⅱ向海水试验箱（1）内输送加压冲洗水，在输水管路Ⅰ和输水管路Ⅱ上分别设有冲洗泵Ⅱ（4）和冲洗泵Ⅰ（3），所述海水试验箱（1）上设有排放管路和用于回收海水试验溶液的回收管路，在排放管路和回收管路上分别设有冲洗电磁阀（8）和排放电磁阀（7）；
所述PLC控制系统包括PLC控制单元（10）、I/O驱动电路接口模块（11）、设置在海水试验箱（1）内的浑浊度传感器（9）和液位传感器（16）以及设置在冲洗水箱（2）内的浮球液位开关（15），浑浊度传感器（9）和液位传感器（16）的信号输出端分别与PLC控制单元（10）的相应的模拟量输入端连接，浮球液位开关（15）的输出端通过I/O驱动电路接口模块（11）的相应I/O端口与PLC控制单元（10）的相应的I/O输入端连接，PLC控制单元（10）依据海水试验箱（1）和冲洗水箱（2）内的液位和浑浊度信息，通过I/O驱动电路接口模块（11）对所述冲洗泵Ⅱ（4）、冲洗泵Ⅰ（3）、冲洗电磁阀（8）和排放电磁阀（7）进行控制。
2.如权利要求1所述的一种PLC海水试验箱自冲洗装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）、PLC控制单元上电启动，完成系统初始化操作；
2）、海水试验箱内完成海水试验后，检测海水试验箱内海水试验溶液的浑浊度，并对海水试验溶液的浑浊度进行判断：如果浑浊度值满足下一次海水试验的要求，打开排放电磁阀，继续进行新一轮的海水试验；如果浑浊度值不能满足下一次海水试验的要求，打开冲洗电磁阀，排放掉海水试验箱内的海水试验溶液，进入自冲洗过程；
3）、检测冲洗水箱内的液位，并对其进行判断：如果液位不满足自冲洗液位要求，故障报警，自冲洗过程终止；如果液位满足自冲洗液位要求，则启动冲洗泵Ⅰ和冲洗泵Ⅱ，对海水试验箱进行冲洗；
4）、检测海水试验箱内的冲洗水位，并对其进行判断：如果冲洗水位未达到自冲洗水位要求，继续冲洗；如果冲洗水位达到自冲洗水位要求，关闭冲洗泵Ⅰ和冲洗泵Ⅱ，本轮冲洗海水试验箱的操作结束；
5）、检测海水试验箱内冲洗废液的浑浊度，并对其进行判断：如果冲洗废液的浑浊度达到冲洗要求，打开冲洗电磁阀，排放冲洗废液，自冲洗过程结束；如果冲洗废液的浑浊度未达到冲洗要求，打开冲洗电磁阀，排放冲洗废液，重复步骤3）~步骤5）过程。
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