肖天非
(貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,貴州 凱里 556000)
水塔水位的控制模擬圖如圖1所示S1~S4為液位傳感器,其中S1/S2應(yīng)分別安裝于水池水位的下/上極限位置,S3/S4應(yīng)分別安裝于水塔水位的下/上極限位置,及時傳遞水位信號,以便控制。L1、L2均為抽水電動機。
圖1 水塔水位控制示意圖
當(dāng)水池水位低于水位下限時S1液位傳感器輸出信號為1(即S 1為ON),水泵電動機L2運轉(zhuǎn),水池開始進水,同時定時器也進行定時,4 s后,如果S 1的輸出信號仍為ON,表示沒有進水,出現(xiàn)故障,產(chǎn)生報警。當(dāng)水位達到S2位置時,S2液位傳感器輸出信號為1(即S2為ON),水泵電動機L2停止運行。當(dāng)水塔水位低于水位下限時,水塔液位傳感器S3輸出信號為1(即S3為ON),且S 1輸出信號為0時(即水池內(nèi)有蓄水),水泵電動機L1進行抽水。當(dāng)水塔水位高于水位上限時(即S4為1)電動機L1停止工作。水池和水塔的進水也可由手動進行控制。
圖2 水塔水位控制系統(tǒng)工作流程圖
由控制要求可知,水塔水位的工作流程如圖2所示。打開電源,首先對水池水位進行水位檢測,若水位低于最低水位時,L2電動機工作,自來水從進水口流入,若進水口內(nèi)沒有水流入時,表示故障,產(chǎn)生報警。當(dāng)達到最高水位時,L2電動機停止工作。當(dāng)水塔水位低于最低水位,且水池內(nèi)有水時,L1電動機工作。當(dāng)水位達到最高水位時,L1電動機停止工作。
L1和L2電動機均可手動控制,加上電源的開關(guān)控制,因此共需要4個控制按鈕S1~S4液位傳感器可理解為行程開關(guān),信號為1表示觸點閉合,信號為0表示觸點斷開。M1和M 2電動機分別由KM1和KM2控制。
PLC選型的基本原則是滿足控制系統(tǒng)的功能需要,滿足系統(tǒng)點數(shù)的要求,并且有15%~20%的備用量,根據(jù)程序存儲器容量,考慮經(jīng)濟型和實用性,本案例可選三菱FX2N系列可編程控制器。
輸入信號有按鈕4個、液位傳感器4個,共8個輸入信號??紤]到留有15%的備用點,即8×(1+15%)=9.2,取整數(shù)9,因此共需9個輸入點。
輸出信號有電動機接觸器2個、報警燈1個,共3個輸出信號??紤]到留有15%的備用點,即3×(1+15%)=3.45,取整數(shù)3,因此共需3個輸出點。
因此,可選用FX2N-32MR系列可編程控制器,它有16個輸入點、16個輸出點,完全滿足本例的要求。
根據(jù)控制要求及控制分析可知,該系統(tǒng)需要8個輸入信號和3個輸出信號,其輸入/輸出分配表如表1所示。
表1 水泵自動控制輸入/輸出端子分配表
本例動作要求不算復(fù)雜,可采用經(jīng)驗設(shè)計法。根據(jù)被控對象的控制功能,首先選擇典型環(huán)節(jié)程序段。由于所選擇的程序段通常并不能完全滿足實際控制的要求,所以還應(yīng)對這些程序段進行組合、修改,以滿足本設(shè)備的控制要求。
當(dāng)按下啟動按鈕SB0時,X4觸點接通,輔助繼電器M10通電并自鎖,液位傳感器進行水池水位檢測,若低于水位下限,即X0接通,輔助繼電器M0通電,L2電動機驅(qū)動,水池進水,延時4秒后進行水位判斷:若X0仍為接通狀態(tài),則輔助繼電器M1通電并自鎖,發(fā)出報警信號;若X0為斷開,則Y1通電,L2電動機驅(qū)動,水池繼續(xù)進水。當(dāng)水池水位達到最高位,X2接通,L2電動機停止工作,M2通電并自鎖,Y0得電,即L1電動機驅(qū)動,當(dāng)?shù)竭_最高位X 3常閉觸點打開,Y0掉電,L1停止運行。 L1和L2均配有手動開關(guān)信號X6和X7。
梯形圖設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)工藝要求如圖3所示。
程序輸入到PLC中后即可進行調(diào)試工作。先進行模擬調(diào)試,即不將PLC的輸出接到設(shè)備上,按控制要求在各指定輸入端輸入信號,觀察輸出指示燈的狀態(tài)。若輸出不符合要求,則應(yīng)借助于簡易編程器或個人計算機聯(lián)機查找原因,并排除之。
目前,PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)。隨著PLC應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展,必將推動整個工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展,為再次科技革命的到來奠定堅實的基礎(chǔ)。
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