基于PLC和組態(tài)軟件的水塔控制系統(tǒng)
在傳統(tǒng)的水塔／水箱供水的基礎上，加入了PLC及液壓變送器等器件．利用PLC和組態(tài)軟件來實現(xiàn)水塔水位的控制．提供了一種實用的水塔水位控制方案。
控制系統(tǒng)組成
1．系統(tǒng)的工作原理
水位閉環(huán)調(diào)節(jié)原理是：通過在水塔中的三個液壓變送器，將水位值變換為4～20 mA電流信號進入PLC，把該信號和PLC中的設定值的程序進行比較，并執(zhí)行較后程序，通過水泵的開關對水塔中的水位進行自動控制。當PLC出現(xiàn)故障時，還有一套手動控制來進行對水塔水位控制。手動控制采用交流接觸器。
當上水箱液位低于Y3時，M1、M2同時工作，F(xiàn)2打開。液位上升至Y2時，M2停止，F(xiàn)2關閉，M1繼續(xù)工作。液位上升至Y1時，M1也停止。打開F1手閥使上水箱放水，液位下降。當液位又低于Y1時M1起動工作，如F1開度較大下水量大于上水量，使液位繼續(xù)下降至Y2時，M2啟動工作同時F2打開，使上水量大幅上升，保持液位。Y0為下水箱缺水報警開關，當下水箱液位低于Y0時意味著水泵進水口缺水，此時應自動切斷電源并報警。
2．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和PID功能，故選用中達公司生產(chǎn)的臺達DVP14ES00R可編程邏輯控制器。臺達DVP14ES00R具有標準的輸入、輸出及通信單元，可用于較為惡劣的環(huán)境中。主要配件有中央處理器CPU，電源單元PSE，I/O單元。包括數(shù)字輸入板IDPG、數(shù)字輸出板ODPG、附屬單元。
3．供水的控制方
從整個流程中可以看到兩套控制方式：①由一臺可編程序控制器來控制兩臺水泵的自動運行。②由交流接觸器來控制兩臺水泵的手動運行。當換項開關KKl打到手動時，按下起動按鈕SBl，1#泵起動運行向水塔注水，由于設置了順序開啟和逆序關閉，在1#泵沒有開起的情況下，2#泵不能起動運行，而在兩個水泵同時運行時，2#泵在沒有停止的情況下，1#泵不能夠停止。現(xiàn)在1#泵運行的時候，按下起動按鈕SB2，2#泵起動運行向水塔注水。此時，控制臺上的水位燈，由水塔中的液位變送器將水位變換為4~20mA電流信號輸入到PLC中，經(jīng)IDPG將其轉換為數(shù)字信號。該信號與水位給定值進行比較，由PLC輸出一個控制信號經(jīng)ODPG轉換控制信號點亮此時水塔水位所在的水位燈。當換項開關KK1打到自動時，系統(tǒng)將根據(jù)水塔中水位的情況，通過在水塔中的液位變送器送出的4～20 mA電流信號由PLC接受并對其于給定值進行比較，執(zhí)行事先編譯好的程序。程序流程是：在水塔中無水時，1#、2#泵同時開起，對水塔進行注水；水位到達低水位時，控制臺上的低水位燈點亮；水位到達中水位時，2#泵停止，1#泵繼續(xù)運行，中水位燈點亮；水位到達高水位時，1#、2#泵都停止，高水位燈點亮。而當下水箱水位到達報警水位的時候，報警器開始報警，并切斷1#、2#泵的運行。
系統(tǒng)各種功能的實現(xiàn)
1．水位顯示及報警功能
為了及時觀測到水塔中的水位，特別在控制臺上安裝了4盞水位顯示燈，并將它們與PLC連接，根據(jù)變送器給PLC的信號，由PLC輸出信號開啟這4盞水位燈來顯示當前水塔水位的情況。其中一盞燈是報警燈，在下水箱缺水的時候進行報警，提醒工作人員前來處理。
2．手動/自動功能
為了系統(tǒng)能正常運行，設置兩套手動/自動運行方式。手動方式是利用繼電器-接觸器控制，可以在環(huán)境比較惡劣的條件下繼續(xù)工作，自動方式是利用PLC來控制。
3．組態(tài)軟件功能
在這里利用組態(tài)軟件的采集數(shù)據(jù)的功能，對水塔的水位進行實時監(jiān)控，通過實際的數(shù)字和圖表反映出現(xiàn)在的水位狀況。
控制系統(tǒng)組成
1．系統(tǒng)的工作原理
水位閉環(huán)調(diào)節(jié)原理是：通過在水塔中的三個液壓變送器，將水位值變換為4～20 mA電流信號進入PLC，把該信號和PLC中的設定值的程序進行比較，并執(zhí)行較后程序，通過水泵的開關對水塔中的水位進行自動控制。當PLC出現(xiàn)故障時，還有一套手動控制來進行對水塔水位控制。手動控制采用交流接觸器。
當上水箱液位低于Y3時，M1、M2同時工作，F(xiàn)2打開。液位上升至Y2時，M2停止，F(xiàn)2關閉，M1繼續(xù)工作。液位上升至Y1時，M1也停止。打開F1手閥使上水箱放水，液位下降。當液位又低于Y1時M1起動工作，如F1開度較大下水量大于上水量，使液位繼續(xù)下降至Y2時，M2啟動工作同時F2打開，使上水量大幅上升，保持液位。Y0為下水箱缺水報警開關，當下水箱液位低于Y0時意味著水泵進水口缺水，此時應自動切斷電源并報警。
2．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和PID功能，故選用中達公司生產(chǎn)的臺達DVP14ES00R可編程邏輯控制器。臺達DVP14ES00R具有標準的輸入、輸出及通信單元，可用于較為惡劣的環(huán)境中。主要配件有中央處理器CPU，電源單元PSE，I/O單元。包括數(shù)字輸入板IDPG、數(shù)字輸出板ODPG、附屬單元。
3．供水的控制方
從整個流程中可以看到兩套控制方式：①由一臺可編程序控制器來控制兩臺水泵的自動運行。②由交流接觸器來控制兩臺水泵的手動運行。當換項開關KKl打到手動時，按下起動按鈕SBl，1#泵起動運行向水塔注水，由于設置了順序開啟和逆序關閉，在1#泵沒有開起的情況下，2#泵不能起動運行，而在兩個水泵同時運行時，2#泵在沒有停止的情況下，1#泵不能夠停止。現(xiàn)在1#泵運行的時候，按下起動按鈕SB2，2#泵起動運行向水塔注水。此時，控制臺上的水位燈，由水塔中的液位變送器將水位變換為4~20mA電流信號輸入到PLC中，經(jīng)IDPG將其轉換為數(shù)字信號。該信號與水位給定值進行比較，由PLC輸出一個控制信號經(jīng)ODPG轉換控制信號點亮此時水塔水位所在的水位燈。當換項開關KK1打到自動時，系統(tǒng)將根據(jù)水塔中水位的情況，通過在水塔中的液位變送器送出的4～20 mA電流信號由PLC接受并對其于給定值進行比較，執(zhí)行事先編譯好的程序。程序流程是：在水塔中無水時，1#、2#泵同時開起，對水塔進行注水；水位到達低水位時，控制臺上的低水位燈點亮；水位到達中水位時，2#泵停止，1#泵繼續(xù)運行，中水位燈點亮；水位到達高水位時，1#、2#泵都停止，高水位燈點亮。而當下水箱水位到達報警水位的時候，報警器開始報警，并切斷1#、2#泵的運行。
系統(tǒng)各種功能的實現(xiàn)
1．水位顯示及報警功能
為了及時觀測到水塔中的水位，特別在控制臺上安裝了4盞水位顯示燈，并將它們與PLC連接，根據(jù)變送器給PLC的信號，由PLC輸出信號開啟這4盞水位燈來顯示當前水塔水位的情況。其中一盞燈是報警燈，在下水箱缺水的時候進行報警，提醒工作人員前來處理。
2．手動/自動功能
為了系統(tǒng)能正常運行，設置兩套手動/自動運行方式。手動方式是利用繼電器-接觸器控制，可以在環(huán)境比較惡劣的條件下繼續(xù)工作，自動方式是利用PLC來控制。
3．組態(tài)軟件功能
在這里利用組態(tài)軟件的采集數(shù)據(jù)的功能，對水塔的水位進行實時監(jiān)控，通過實際的數(shù)字和圖表反映出現(xiàn)在的水位狀況。
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