基于PLC的水塔控制系統

李希凡 張文靜* 沈陽工學院 信息與控制學院

1 PLC簡介

PLC可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC）是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統。它采用一種可編程的存儲器，在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，通過數字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產過程。當其投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個階段。

2 水塔控制系統總體介紹

2.1 控制要求

當水池水位低于水池低水位界（S4為ON表示），閥Y打開進水（Y為ON）定時器開始定時，4秒后，如果S4還不為OFF，那么閥Y指示燈閃爍，表示閥Y沒有進水，出現故障，S3為ON后，閥Y關閉（Y為OFF）。當S4為OFF時（表示水池水位高于水池低水位界），且水塔水位低于水塔低水位界時S2為ON，電機M運轉抽水。當水塔水位高于水塔高水位界時電機M停止。如圖1塔水位控制示意圖所示。

2.2 成品模擬圖

圖1 水塔水位控制示意圖

3 統計I/O點數并選擇PLC型號

輸入：系統啟動開關三個。

輸出：指示燈 100.01，電機 100.02。

輸入輸出點分配：輸入一共有3個，考慮到留有15%～20%的余量即3×（1＋15%）=3.45，取整數4，所以共需4個輸入點。輸出共有2個，2×（1＋15%）＝2.3，取整數3，所以共需3個輸出點。

裝置的選用：

（1）OMRON PLC及模擬實驗裝置1臺

（2）安裝有CX-P編程軟件的PC機1臺

（3）PC機與PLC通訊的RS232電纜線1根

4 水塔水位控制電路I/O表分配

4.1 系統I/O表分配

表1 水塔水位控制電路I/O表分配

4.2 PLC控制程序設計及分析

實現功能：當水池水位低于水池低水位界，常開開關1.04閉合時（S4為ON表示），閥Y，100.01打開進水。定時器T0000開始定時，4秒后，100.01指示燈閃爍，表示閥Y沒有進水，出現故障，常閉開關1.05斷開時，（S3為ON后），閥Y100.01關閉。當常開開關1.04斷開時（S4為OFF），常閉開關1.04閉合且常開開關1.06閉合時（S2為ON），電機100.02運轉。常開開關1.06斷開時（S2為ON）電機100.02停止。

4.3 控制程序模擬

圖2 水塔水位自動控制PLC圖

5 結語

本文討論了如何利用PLC技術設計水塔控制系統。PLC發展到今天，已經形成了大、中、小各種規模的系列化產品。可以用于各種規模的工業控制場合。除了邏輯處理功能以外，現代PLC大多具有完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領域。然而，它在執行操作時可能會存在一些問題，處理這些問題，才能確保PLC技術能夠有效發揮自身所具備的價值。筆者對PLC的學習和認識程度有限，本文難免出現錯誤和疏漏，誠懇地歡迎各位前輩和同仁的批評指正。