水箱水位PLC自動控制系統(tǒng)的設(shè)計

許赟

摘?要：在本研究中針對水箱水位可編程控制系統(tǒng)進(jìn)行分析設(shè)計，闡述了該系統(tǒng)的構(gòu)成，硬件設(shè)計。軟件設(shè)計，通過該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)建筑設(shè)備穩(wěn)定運行以及自動化控制。

關(guān)鍵詞：水箱水位;PLC;自動控制系統(tǒng);設(shè)計

一、系統(tǒng)闡述

PLC系統(tǒng)。從其結(jié)構(gòu)上來看，PLC系統(tǒng)是集散型控制系統(tǒng)，此外也有全分布式控制系統(tǒng)這兩種類型，其中目前采用最廣的是體系系統(tǒng)。該系統(tǒng)由現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備構(gòu)成的多臺CCD控制器，進(jìn)而能夠?qū)刂破魍瓿蓪崟r設(shè)備監(jiān)控，在中央控制室中設(shè)置數(shù)字顯示計算機(jī)。在給排水子系統(tǒng)中，該系統(tǒng)主要保障供排水系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)運行，從內(nèi)容上來看能夠?qū)ε潘茫o水泵，污水泵的運行參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測，能夠?qū)Σ煌乃洌鬯鼐唧w的水位情況以及壓力參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測，利用該信息控制水泵的啟動和停止。對給水系統(tǒng)來說，給水系統(tǒng)主要是由閥門，水箱，水泵等設(shè)備共同構(gòu)成的，在對給水系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控過程中，主要從以下幾點出發(fā)：首先，監(jiān)測水泵的運行狀態(tài)，以及有效控制水泵的啟動和停止時刻，監(jiān)視水泵出現(xiàn)一些故障之后的報警信號，監(jiān)測水箱的水位情況，一旦超過水位限值則需要及時發(fā)出報警信號。

二、水箱水位的自動化控制

在水位水箱自動化控制系統(tǒng)中，主要是由高低水位檢測電路，電動機(jī)，控制電路，監(jiān)控臺以及可編程控制部件共同構(gòu)成的，其中最核心的是可編程控制部件。從高低水箱的水位檢測電路上來看，高層建筑為實現(xiàn)穩(wěn)定供水，通常在樓頂設(shè)置水箱，該水箱的水控制是高層建筑當(dāng)前應(yīng)用范圍較廣的一種技術(shù)。在本研究中采用插入式磁性液位變送器，將其作為水位檢測電路，而對于UR插入式磁性液位變送器來說，由于其利用環(huán)形磁性浮子，能夠隨其液面的上升和下降，使傳感器的干簧管吸合之后，能夠?qū)⑺恍盘栟D(zhuǎn)化為相應(yīng)的電阻值，該信號能夠與數(shù)字顯示器進(jìn)行配套使用，進(jìn)一步實現(xiàn)對水面液位的遠(yuǎn)距離操控檢測，及時發(fā)出信號報警，做好相應(yīng)的控制操作。UB型插入式磁性液位器是在上述前提下，利用接線盒加入模塊，能夠?qū)㈦娮栊盘栟D(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)信號，這種信號能夠與儀表和工控機(jī)設(shè)備共同使用，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)測和故障報警。在傳感器檢測管中安裝有精密干簧管和電阻管，當(dāng)管外的磁性附著水面出現(xiàn)液位明顯變化時，此時檢測管中主要位于頁面干簧管，接通之后能夠使電阻值發(fā)生顯著變化，此時接線盒的電路模板會改變該信號，將其轉(zhuǎn)為相應(yīng)的電路輸出信號。從水泵電動機(jī)的電路設(shè)計上來看，針對給排水工程采用三相異步電動機(jī)，該電動機(jī)從原理上屬于單向旋轉(zhuǎn)式設(shè)備，由于該電動機(jī)控制過程中需要完成手動切換按鈕以及接觸開關(guān)，其次能夠利用交流接觸器對電動機(jī)的運行情況進(jìn)行有效控制，在不同接觸動作中輔助常開觸頭閉合，形成一種自鎖反應(yīng)體系，這種觸頭也被認(rèn)為是自鎖觸頭，能夠確保電動機(jī)實現(xiàn)長期穩(wěn)定運行。短路保護(hù)，是在電路中通過利用斷路器和熔斷器用于短路保護(hù)，在電路中出現(xiàn)短路故障過程中時熔斷器會熔斷熔絲或者切斷斷路器主動觸頭，進(jìn)一步實現(xiàn)短路保護(hù)功能。過載保護(hù)，是利用熱繼電器作為過載保護(hù)的重要裝置，當(dāng)電動機(jī)過載時，雙金屬片經(jīng)過受熱之后會完全斷開常閉觸點，當(dāng)交流處接觸器斷電之后會停止電動機(jī)的運行情況，對于水泵電動機(jī)來說，水泵是否能夠?qū)崿F(xiàn)正常運行，對于人們用水和消防安全來說是十分重要的作用，為確保其能夠?qū)崿F(xiàn)高效穩(wěn)定運行，在水泵電動機(jī)的電路設(shè)計中需要設(shè)置兩臺給水泵，其中一臺作為備用，另一臺能夠在出現(xiàn)故障過程中作為備用泵使用，并及時發(fā)出故障報警信號。

三、可編程控制器的硬件設(shè)計

水泵房自動控制的規(guī)定。根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，針對水泵房自動控制在實際過程中有相應(yīng)的要求，其中表明有多臺水泵的機(jī)房需要根據(jù)相應(yīng)的供水工藝安裝下列裝置，比如，高低水位信號燈，水位控制開關(guān)，信號指示，電動機(jī)等多種信號指示，自動切換按鈕，手動和自動切換以及故障報警，而對于水泵房集中控制具有相應(yīng)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程手動以及自動模式的切換選擇，進(jìn)行水位和信號指示測量，受控水泵能夠?qū)崿F(xiàn)電動機(jī)運行參數(shù)狀態(tài)分析，以及電氣故障實時監(jiān)測和故障報警。自動切換備用水泵的等。確定控制方式，隨著近年來微處理器技術(shù)的發(fā)展，逐漸呈現(xiàn)以微處理器為主的智能儀表裝置，在此基礎(chǔ)上研發(fā)了可編程控制器，能夠綜合利用多項技術(shù)，具有故障自檢，診斷監(jiān)控，自動調(diào)節(jié)，報警等功能。在本系統(tǒng)中采用了可編程控制系統(tǒng)作為控制方式。

四、可編程控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計

該程序所儲存的語句能夠用于內(nèi)容解釋和執(zhí)行程序，具體過程為，手動和自動控制一號水泵，當(dāng)其處于手動狀態(tài)時，需要啟動一號水泵，通過按鈕的控制，能夠?qū)λ脝⑼＿M(jìn)行合理控制。當(dāng)其處于制動狀態(tài)時，如果高水位當(dāng)前顯示低水位狀態(tài)和沒水時，由高水位信號自動控制水泵的啟停，累積水泵的運行時間。其次，水泵的手動如上所示，步驟相同。當(dāng)兩水泵互為備用，在設(shè)定水泵運行時間時可將其累積時間設(shè)置到完成自動切換，然后利用m170和m160的時間設(shè)置，其不能高于水泵的運行時間。液位報警，當(dāng)高水位處于低水位，高水位，液位報警。在人機(jī)界面設(shè)置過程中按鈕能夠用于清理操作，可以設(shè)置水箱的報警信號，液位高度和水泵備用泵替換時間。在遠(yuǎn)程監(jiān)控方面，當(dāng)水泵處于遠(yuǎn)程監(jiān)控狀態(tài)時，需要接通x010之后由工作人員通過人機(jī)界面對其采取實時監(jiān)控。

總而言之，本研究針對當(dāng)前高層建筑水箱水位控制，利用可編程控制器統(tǒng)將其用于建筑設(shè)備中，經(jīng)過實際運行發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)具有良好的安全性，穩(wěn)定性，能夠滿足建筑設(shè)備的自動化合理控制。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉小春.基于PLC的水箱水位PID控制系統(tǒng)設(shè)計[J].裝備制造技術(shù)，2017（6）.

[2]盧春華，石峰，范六燦.雙容水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（13）.