基于PLC的水塔控制系统

李希凡 张文静* 沈阳工学院 信息与控制学院

1 PLC简介

PLC可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。当其投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

2 水塔控制系统总体介绍

2.1 控制要求

当水池水位低于水池低水位界（S4为ON表示），阀Y打开进水（Y为ON）定时器开始定时，4秒后，如果S4还不为OFF，那么阀Y指示灯闪烁，表示阀Y没有进水，出现故障，S3为ON后，阀Y关闭（Y为OFF）。当S4为OFF时（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时S2为ON，电机M运转抽水。当水塔水位高于水塔高水位界时电机M停止。如图1塔水位控制示意图所示。

2.2 成品模拟图

图1 水塔水位控制示意图

3 统计I/O点数并选择PLC型号

输入：系统启动开关三个。

输出：指示灯 100.01，电机 100.02。

输入输出点分配：输入一共有3个，考虑到留有15%～20%的余量即3×（1＋15%）=3.45，取整数4，所以共需4个输入点。输出共有2个，2×（1＋15%）＝2.3，取整数3，所以共需3个输出点。

装置的选用：

（1）OMRON PLC及模拟实验装置1台

（2）安装有CX-P编程软件的PC机1台

（3）PC机与PLC通讯的RS232电缆线1根

4 水塔水位控制电路I/O表分配

4.1 系统I/O表分配

表1 水塔水位控制电路I/O表分配

4.2 PLC控制程序设计及分析

实现功能：当水池水位低于水池低水位界，常开开关1.04闭合时（S4为ON表示），阀Y，100.01打开进水。定时器T0000开始定时，4秒后，100.01指示灯闪烁，表示阀Y没有进水，出现故障，常闭开关1.05断开时，（S3为ON后），阀Y100.01关闭。当常开开关1.04断开时（S4为OFF），常闭开关1.04闭合且常开开关1.06闭合时（S2为ON），电机100.02运转。常开开关1.06断开时（S2为ON）电机100.02停止。

4.3 控制程序模拟

图2 水塔水位自动控制PLC图

5 结语

本文讨论了如何利用PLC技术设计水塔控制系统。PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。然而，它在执行操作时可能会存在一些问题，处理这些问题，才能确保PLC技术能够有效发挥自身所具备的价值。笔者对PLC的学习和认识程度有限，本文难免出现错误和疏漏，诚恳地欢迎各位前辈和同仁的批评指正。