PLC液位自動控制系統(tǒng)設計

1、PLC液位自動控制系統(tǒng)設計摘要：在傳統(tǒng)的水塔供水的基礎上，加入了 PLC器件，利用PLC來實現(xiàn)水塔水位 的控制，提供了一種實用的水塔水位控制方案。本控制器能夠控制水泵或 電磁閥供水塔自動上水，并具有結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠等優(yōu)點。關(guān)鍵詞：PLC;自動控制； 液位；水塔Key word: PLC; automatically controls; water level; water tower 1.引言現(xiàn)今社會，自動化裝置無所不在，水塔水位的監(jiān)測和控制，再也不需要人 工進行操作。為保證供水的可靠性和安全性，在樓層特別高或用水高峰時能夠可 靠供水，新的供水系統(tǒng)的供水方式和控制系統(tǒng)就是在原來的水塔供水系統(tǒng)

2、上加上 一個輔助系統(tǒng)，本文所介紹的就是此輔助系統(tǒng)，即利用可編程控制器( PLC控 制的電機給水裝置系統(tǒng)，水塔水位自動控制器。它具有適應各種液體液位的檢測 和控制的功能，設計中分析了利弊，考慮了各種液體的阻值大小，是可以投入實 際生產(chǎn)的產(chǎn)品。2,可編程控制器(PL。的概述可編程序控制器 (programmable Logic controller)實質(zhì)上是一臺工業(yè)控制專業(yè)計算機，具結(jié)構(gòu)原理與一般微型計算機相同，它由控制器、存儲器、I/O、接口等組成，能夠?qū)崿F(xiàn)各種邏輯運算，順序控制、定時、計數(shù)及在 線監(jiān)控等功能，采用面向用戶的梯形圖，編程簡單、易于修改和使用。PLC機以其可靠性較高、控制靈活、使用

3、方便以及能經(jīng)受惡劣環(huán)境的考驗，在工 業(yè)控制領(lǐng)域獲得廣泛的應用。3、PLC的選擇由于該系統(tǒng)為中型PLC自動控制系統(tǒng)，要求PLC能夠提供可編程邏輯分析功能，采用三菱公司的F系列產(chǎn)品的FXO-30MR可編程控制器，由于其緊湊的設計，良好的擴展性，低廉的價格，以及強大的命令，使得F系列可以近乎完美地滿足小規(guī)模的控制要求。止匕外，豐富的CPM型和電壓等級使其在解決工業(yè)自動化問題時，具有很強的適應性。根據(jù)實際的控制點數(shù)和系統(tǒng)需要實 現(xiàn)的控制要求，其中，輸入端：按鈕和轉(zhuǎn)換開關(guān)用10個點；電接點壓力表用2個點；過載繼電器用 2個點，加一個COM,共計15個點。輸出端：8 個繼電器用8個點；8個指示燈中的4個指

4、示燈要與繼電器共用一個點，另 外4個指示燈用4個點；力口一個 COM點，共計13個點。因此選用 FX0-30MR 型的可編程控制器一臺，它可提供16個輸入點，14個輸出點。4、系統(tǒng)工作原理1 .轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1打到2端，此時指示燈HL1亮，表示電路處于自動工作 狀態(tài)，當轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2打到4端，投入電機投入工作，正常運行，如果這時管網(wǎng) 壓力達到電接點壓力表下限值 ，那么，KA3得電，其常開觸點閉合，這時KM1線 圈得電，指示燈 HL0亮，表示投入電機工作，其常閉觸點斷開，常開觸點閉 合,KM3也得電，指示燈HL2亮，表示投入電機開始降壓啟動 ，同時KT1也得電， 開始計時15秒,15秒后，KM3、

5、KT1失電，KM2得電，指示燈 HL3亮，表示電 機全壓運行，為管網(wǎng)壓力補水加壓； 當管網(wǎng)壓力達到電接點壓力表的上限時， KA1得電，其常閉觸點斷開，KM1失電，投入電機停止工作。當壓力再達到下限時，投入電機又開始工作，如此循環(huán)下去。當轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2打到2端，線圈KM5W電，備用電機投入工作，正常運行，其工作原理和順序如同投入 電機。當管網(wǎng)壓力達到下限時，補水電機工作補水加壓，一定時間后，當管 網(wǎng)壓力達到上限時，補水電機停止工作，當管網(wǎng)壓力再次達到下限時，補水電機又開始工作，為管網(wǎng)壓力補水加壓，一定時間后，當管網(wǎng)壓力再次達到上限時，補水電機又停止工作，如此循環(huán)下去，可以實現(xiàn)自動控制要求。2.轉(zhuǎn)

6、換開關(guān)SA1打到4端，此時指示燈HL7亮，表示電路處于手動工作狀態(tài)。當SA3打至U4端，投入電機進入手動工作，如果這時管網(wǎng)壓力達到電接點壓力表的下限值時，按下電機啟動按鈕 SB2則KM4#電，指示燈HL0亮，表示投入電機工作，同時KM3 KT3都得電，這時指示燈HL2亮，表示投入電機降壓啟動，并開始計時，計時15秒，15秒后，KM3 KT3失電，KM2導電，指示燈HL3亮，表 示投入電機全壓運行，為管網(wǎng)補水加壓，當管網(wǎng)壓力達到其設定的上限值時，KA1 得電，其常閉觸點斷開，這時 KM牧電，同時KM池失電，投入電機停止工作。當轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3打到2端時，如果管網(wǎng)壓力達到電接點壓力表的下限值時，按下

7、電機啟動按鈕SB4,則備用電機開始啟動，其工作原理和順序如同投入電機。手 動工作狀態(tài)在維修時使用。5、系統(tǒng)設計5.1水塔水位控制系統(tǒng)的總體設計本系統(tǒng)采用兩臺補水泵電機，其中M1為投入電機，M2為備用電機。需根據(jù)管網(wǎng)壓力實現(xiàn)補水電機工作與否，管網(wǎng)壓力由電節(jié)點壓力表測出，壓力上限為0.5kg ,壓力下限為0.1kg,當管網(wǎng)壓力低于壓力表下限時，補水電機工作，當管網(wǎng)壓力高于壓力表上限時，補水電機停止工作。通過手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1來實現(xiàn)電機工作于自動狀態(tài)還是手動狀態(tài)。手動控制主要用于維修時使用，自動控制系統(tǒng)主要用于系統(tǒng)正常運行。通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2和SA3實現(xiàn)投入電機和備用電機之間的切換。本系統(tǒng)在主

8、回路中設有短路保護和過載保護，短路保護采用熔斷器，過載保護采用熱繼電器，且有各種指示燈。系統(tǒng)要有降壓啟動設備，本控制系統(tǒng)采用星三角降壓啟動。5.2、控制回路電路圖KM26KM17-KT4KM1KM6 6SA2夕奉FR1 KM4KM3-Ti投）而KMKT1LKM2 KT15KM67FR2HM7KT2KM8KT2SA1為自動/手動轉(zhuǎn)換開關(guān)，SA2、SA3為投入電機/備本系統(tǒng)的電氣控制線路如圖 2所示，圖中，打在4處，為手動狀態(tài)；打在 2處，為自動狀態(tài)。用電機轉(zhuǎn)換開關(guān)，在手動狀態(tài)，可以按動SB1、SB2、SB& SB4來控制兩臺補水電機的啟動與停止，在自動狀態(tài)時，系統(tǒng)根據(jù)PLC的程序運行，自動控制電

9、機的起停。HL0HL7為各種狀態(tài)指示燈，F(xiàn)R1、FR2為兩臺補水電機的 熱繼電器的常閉觸點，可對電機進行過載保護。電接點壓力表控制兩臺電機 工作與否，當達到壓力表下限時，電機工作加壓；當達到壓力表上限時，電 機停止工作。HL0:投入電機工作 HL1自動工作 HL2 :投入電機啟動HL3:投入電機運行HL4 :備用電機工作 HL5 :備用電機啟動HL6:備用電機運行HL7 :手動工作5.3控制回路中各元件的作用和型號的說明如表1所小:符號電路中的作用型號SB1投入電機停止按鈕LA25-20SB2投入電機啟動按鈕LA25-20SB3備用電機停止按鈕LA25-20SB4備用電機啟動按鈕LA25-20

10、SA12自動工作端子SA14手動工作端子SA22備用電機自動工作端子SA24投入電機自動工作端子SA32備用電機手動工作端子SA34投入電機手動工作端子KA1電接點壓力表上限中間繼電器JT4-XXAKA3電接點壓力表卜.限中間繼電器JT4-XXAFR1過載保護熱繼電器JR16-20/3DFR2過載保護熱繼電器JR16-20/3D表1控制回路元件說明5. 4控制系統(tǒng)梯形圖的設計控制系統(tǒng)的外接線圖如圖所示:SB1SB2SB3SB4、 上限、 下限、SA1MSA1KSA31SA34FR1、FR2、SA2TSA2rMQ24VDCX1X2X3X4X5X6X7X10X11X12X13X14X15X16CO

11、MY1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y10輸入Y11-Y12-Y13-Y14-COM輸由KKHKHKKKKHKH H H HH一電X5(M2上限X6(M1)一下限M1X2Y1(Y4Y4Y4Y6M2 X10X12X13 X1)投入啟動(Y6HL2亮計時15秒投入運行Y4Y6)備用運行備用啟動計時15秒Y5T2Y5T2丁Y10( Y17)_HL5亮(Y7 )備用啟動(T2 K150)計時15秒( Y10)一備用運行( Y20)HL隨M1 M2 X7 X16X13 Y4I If(Y1Y1Y5HL2亮投入啟動 計時15秒 投入運行HL說HL0亮HL1亮HL4亮HL7亮X10(Y14Y1 TOC o 1-5

12、h z -|(Y11Y4X7、|( Y12X6-|(Y13Y5END 5. 5控制系統(tǒng)指令表的設計如表2所小:0LDX526OUTY21OUTM227OUTY152LDX628LDM13OUTM129ORY44LDM130ORY65ORY431ANDX106ORY632ANIM27ANDX1033ANDX118ANIM234ANIX149ANDX1235ANIX310ANIX1336LDX411ANIX137ORY612LDX238ANB13ORY439ANIY514ANB40OUTY615ANIY141LDY616OUTY442ANIT417LDY443OUTY718ANIT344OUTY1

13、719OUTY345OUTT4 K15020OUTY1646LDY621OUTT3 K15047LDT422LDY448ORY1023LDT349ANB24ORY250OUTY1025ANB51OUTY2052LDM178ANIX1353ORY179ANIY454ORY580OUTY155ANIM281LDY156ANDX782ANDT157ANDX1583OUTY358ANIX1484OUTY1659ANIY685OUTT1 K15060OUTY586LDY161LDY587LDT262ANIT288ORY263OUTY789ANB64OUTY1790OUTY265OUTT2 K15091O

14、UTY1566LDY592LDY167LDT293ORY468ORY1094OUTY1169ANB95LDX770OUTY1096OUTY271OUTY2097LDY672LDM198ORY573ORY199OUTY1374ORY5100LDX1075ANIM2101OUTY1476ANDX7102END77ANDX16表2控制系統(tǒng)指令表6系統(tǒng)的控制效果本供水系統(tǒng)的控制效果有以下幾點：(1)可有效地保持恒壓供水，提高供水的安全性與可靠性。(2)投入電機與備用電機切換容易，操作簡便安全，故障容易查出，各種 運行狀態(tài)有指示燈指示，運行安全可靠。(3)解決了在水氣暖系統(tǒng)中，樓層特別的高，水供不上去，

15、影響供水，且 水壓變化大的問題。而且本系統(tǒng)有多種保護功能，維修方便，極大地延長了 電機的使用壽命，同時也提高了生產(chǎn)率。結(jié)束語本文介紹了由可編程控制器（PLC）控制的恒壓供水系統(tǒng)，通過本文我們 可以看到可編程控制器自身的強大的功能和它各方面的優(yōu)越性，該系統(tǒng)以可 編程控制器為核心，和電接點壓力表共同來實現(xiàn)恒壓供水，并且操作簡單， 維護方便。本供水系統(tǒng)對原有的供水系統(tǒng)的輔助，使原有系統(tǒng)解決了不能遠 距離或高距離供水的問題。采用 PLC自動控制不僅可使電控系統(tǒng)構(gòu)成簡單, 電氣故障率大大降低，判斷和排除故障的時間明顯縮短，而且使控制具有極 強的柔性和功能的可擴充性，當有新的控制要求時，只需適當?shù)匦薷挠脩舫?序而不用改變外圍電路、硬接線。【參考文獻】1周萬珍，高鴻斌，編著,PLC分析與設計應用，電