基于PLC的工廠加水控制系統的設計與實現

陳敏敏

摘要

針對目前工廠加水自動化程序低、控制水量不精準的現狀，利用PLC控制器、觸摸屏技術等現代測控技術，使用PID控制技術實現工廠的自動加水裝置，本系統設計成本低、效率高、自動化程度高、運行平穩、精度高，取得良好的效果。

【關鍵詞】PLC觸摸屏 水閥 自動加水

隨著計算機技術和數字通信技術的飛速發展，計算機控制已經深入工業控制各個領域，目前用于工業控制的計算機主要以PLC為主，PLC使用方便、功能強大、維修率低，它已經廣泛地應用在生產過程的自動控制系統和其他機械設備中。在工廠的加水裝置中，若采用手動控制水閥的話，不易控制水流量，出口水分也不穩定，另外操作人員的操作習慣也會對加水控制產生一定的不利影響。針對這個問題，本設計采用西門子的S7-200為控制器，利用利用重力傳感器、觸摸屏技術等結合而成的，能為工廠提供生產所需要的一定量的水，為工廠生產提供方便。

1 系統硬件設計

加水控制系統由控制器、觸摸屏、稱重儀表、通信模塊等組成，器件清單如表1所示。系統的總設計主要分為三部分：

（1）根據入口所需水量和流量進行水量的算法。然后由實際的出水量和出水流量的偏差，對水量和流量進行修正，算出最終的加水量和流量。

（2）通過氣動裝置增加流量計，接入控制系統中，使得實際的加水量和計算的加水量一致。

（3）設計觸摸屏界面，顯示水量、流水量的設定值和實際值。

2 軟件設計

2.1 編程準備

在程序中編程實現水量和流水量的理論值計算，針對實際入水量、流量和設定值的偏差，再根據生產實際情況進行調整，使得理論值盡可能適應滿足出口水分穩定性的要求。設計過程如下：

（1）創建新項目，創建組態設備。

（2）選擇與元件清單中一致的控制器。

（3）添加以太網地址，把IP協議當中的IP地址設置（192.168.0.15）。

（4）選擇通信模塊下的點到點，選擇與元件清單中一致的模塊。

（5）創建界面程序塊，然后再點擊添加新塊，分別創建新塊。并在Main[OBl]中將稱重（FC1）、數據計算（FC3）、自動控制（FC2）導入，具體操作為：點擊Main[OBl]，再點擊程序段1的任意一處，然后按下鍵盤當中的SHIFT+F5，點擊？？，然后用輸入法打出稱重，點擊彈出的稱重數據計算（FC3）與自動控制（FC2）分別在程序段2、程序段3，進行如上面操作一樣的設置.鼠標雙擊Startup（OB100），然后選擇指令。選擇完畢后并設置里面的參數，其中MB_DB可以不用設置先，并與傳感器通信雙擊稱重數據（DB4），并設置如圖所示的參數，雙擊計算數據（DB7），并設置參數、

注意在設置完畢后，都需要把優化塊的訪問前面的勾去掉具體操作如下：鼠標右鍵單擊稱重數據（DB4）或計算數據（DB7），找到屬性，然后去除優化塊的訪問的勾，最后點擊確定，否則部分程序將不會運行。

2.2 程序設計

在對PLC編程的時候，所以的指令都在界面的右側的基本指令中都能找到，最后會有所有指令的表示意思與參數.

2.2.1 稱重（FC1）

如圖1所示。

2.2.2 計算數據（FC3）

如圖2所示。

3 觸摸屏設計

本設計采用昆侖通TPC7062Ti觸摸屏，昆侖MCGS軟件工程有動畫、報警、配方等多種功能，通過觸摸屏能將設備的運行狀態表現出來，實時數據庫是整個觸摸屏軟件的核心，通過外部硬件采集的數據送到實時數據庫，再由窗口來調用，通過用戶窗口可更改數據庫的值，再有設備窗口輸出到外部硬件。觸摸屏模擬操作界面設計如圖3所示。

在水塔操作畫面中，設置水塔的高、低水位；然后在反應釜操作界面中，設置工藝生產需要的水量，提前量作用是關閉大閥，然后只有小閥在運作，減少誤差；如果設置的水量>水塔的水量，則大、小閥門不會打開，補水閥將會自動啟動，并且到達水塔高水位后會自行停止補水，反之則正常運行；如果水塔水量到達低水位后，水塔補水閥也會自動啟動，并與上述現象一樣；如果已經知道水塔水量差不多接近低水位，可以按水塔操作按鈕，并按下補水閥啟動按鈕，補水閥也會自行啟動，現象與上述一樣。

4 結語

針對工廠自動加水控制的功能需要，通過總體系統設計、軟件設計、軟硬件調試和觸摸屏界面設計，最終完成了基于PLC、觸摸屏技術的控制系統構建。該系統成本低、操作方便、運行穩定，有效提高了工廠流水量和加水量的控制精準性。

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