基于组态王组态软件与PLC 水塔水位控制系统

刘振方

（河北水利电力学院，沧州 061001）

当前科学技术的不断发展下，水塔设备通过技术的融合，可有效提升水塔的工作效率。传统供水系统的控制方式主要以气压、泵体和单片机为主，其工作效率低，并且其半自动化的操控性质浪费水资源。当前通过PLC 与上位机组态软件的配合使用，可对水位进行检测，实现水塔设备的自动化操控。

1 水塔水位控制系统框架

水塔作为供水设备之一，在内部的自动控制系统作用下，可对依据水位的变化进行自身调节，并可实现全自动化处理，当前水塔水位控制系统包含水位监测、水位报警、水控系统、急停按钮等。水位监测是指系统对设备内部的水位进行监测，并通过传感器对信息进行实时采集，并在外显设备上进行数据显示；水位报警一般是对水位进行标准设定，当水位超出预设标准时，设备将进行报警，其可对水位的数据信息进行储存；水控系统一般以抽水和放水两种方式组成，当水位的限值与仪表的限值不符时，将自动实现抽水或排水功能，其也可实现手动操控功能，完成抽放水过程；急停按钮是当操作路径与预期不符时，工作人员可按下该按钮，此时设备进入停止状态，设备内各系统停止关联性动作，当按钮恢复初始状态时，系统可进入正常运行状态。

2 PLC 设计

PLC 设备作为水塔水位控制系统的中枢控制模块之一，文中采用的PLC 型号为CPU 224xp CN，如图1所示。其配备14入/10出的开关量输入，且PLC 中的模拟信号端口为2入1出。可将PLC 接口对现场信号进行输入和输出配置，输入接口包含低水位、高水位、启动、停止、紧急停止、手动放水和手动抽水；输出接口主要连接的是指示灯和启动设备等，一般包含泵体、磁阀、泵体工作指示灯、磁阀工作指示灯、高水位指示灯和低水位指示灯。在保证电流的正常输出下，与PLC 控制器相连接的变送器应设置相应的阻值，使设备可正常工作，将输入端的直流电压控制在10V 之内，可使电流进行稳压传输，保证PLC 控制的精准性。PLC 需对水泵电动机进行驱动，保证系统可正确完成指令操作，同时应确保引脚接触良好，防止因接触不良，导致PLC无法做出控制。

PLC 控制系统一般以主程序控制器和D/A 模拟量转换器为主，在水塔之中设置相应的液位传感器，将此传感器与PLC 主程序控制器相连，可对水位进行监测，当水位值与设定值不一致时，通过传感器对信号进行传输，控制泵体的启停状态，保证系统可实现自动化控制。

3 组态软件设计

组态软件作为一种上位机软件，其主要功能是是对数据进行采集与监控，其具有扩充性、封装性和通用性，在性能的融合下，使其对数据信息处理具有流畅性，同时软件在运行过程中，可通过连接外部的显示设备，对数据进行显示，并可实现数据的联动性。组态软件可对数据进行双向通信，利用其内部的功能化模块可提升人机交互性，并在计算机网络技术的支持下，实现远程操控。

在对组态软件进行设计时，由于其主要起到水位信息采集和监视等功能，在组态动态显示界面可设置相应模拟功能，利用数字和刻度的形式，对水位高度进行显示，同时设定相应的控制按钮，实现数字与刻度之间的转换，更有利于工作人员进行查看。

上位机组态王软件通过计算机通讯接口与PLC 进行连接，其串口配置应与CPU 224XP 型号相一致，在对其指令进行编写时，应构造数据库，其网络状态可以设置为内存实型变量；PLC的I/O 接口连接的是启动、停止、泵体、泵体指示灯、阀门、阀门指示灯、闪烁器、高水位警报、低水位警报、强制抽水、强制放水和紧急按钮警报等开关量；在组态王中设置以下变量为内存实型：供水塔、管道、水塔液压，内存离散型为高水位警示灯、低水位警示灯、正常水位警示灯、水塔液位上限和水塔液位下限等。

为保证系统内部各模块工作的通信协调，应对系统进行联机调试，并对设备的按键功能进行设置，保证数据报表功能、信息数据功能、实时数据监控功能、监控设备、传感器设备可正常使用。并按照设计图纸，对线路进行正确连接，将PLC 系统程序进行校对，并对组态软件进行调试，将PLC 设备与终端操作设备进行连接，对设备通电，并对系统进行手动控制，保证设备可实现远程操控，同时对指示灯工作状态进行确认，保证指示灯信号与工作状态相一致。

4 结束语

综上所述，本文对水塔水位的控制系统进行深入剖析，可对设备内部的水位进行智能化调节，以确保系统安全稳定运行。PLC 设备作为核心控制设备，可对待处理的数据信息进行精准传输与控制，应用在水塔设备中进行时，可实现水塔设备的自动化操控。在对组态王组态元件进行系统设计时，以动态显示为主，对水位的数据信息进行实时采集，并可进行文字与图像的互相转换，方便工作人员对水位进行实时查看，提升系统整体的工作效率。