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

1 控制要求

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(jìn)水，同時定時器也進(jìn)行定時，4 s后，如果S 1的輸出信號仍為ON，表示沒有進(jìn)水，出現(xiàn)故障，產(chǎn)生報警。當(dāng)水位達(dá)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(jìn)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(jìn)水也可由手動進(jìn)行控制。

2 分析工藝過程，明確控制要求

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(jìn)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(jìn)水口流入，若進(jìn)水口內(nèi)沒有水流入時，表示故障，產(chǎn)生報警。當(dāng)達(dá)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(dá)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。

3 PLC選型

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。

4 I/O地址分配

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

5 PLC控制程序設(shè)計

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(jìn)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(jìn)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(jìn)水，延時4秒后進(jìn)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(jìn)水。當(dāng)水池水位達(dá)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_(dá)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。

6 調(diào)試

程序輸入到PLC中后即可進(jìn)行調(diào)試工作。先進(jìn)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)。

[1]王兆明.電氣控制與PLC技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.

[2]丁洪起.PLC技術(shù)及工程應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011.

[3]常文平.電氣控制與PLC原理及應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2012.