張宏波

摘 要：文章通過一個(gè)自動(dòng)測(cè)水位裝置控制系統(tǒng)的選型設(shè)計(jì)，軟硬件的選擇及實(shí)際操作過程，講述PLC的作用及與系統(tǒng)中各單元的協(xié)作，直至最終實(shí)現(xiàn)水槽水位的自動(dòng)控制。

關(guān)鍵詞：PLC；水位；MCGS組態(tài)；實(shí)時(shí)曲線

中圖分類號(hào)：TV663 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）20-0053-02

伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，生產(chǎn)企業(yè)的自動(dòng)化水平越來越高，這也是企業(yè)發(fā)展低成本戰(zhàn)略和走清潔生產(chǎn)道路的必要選擇。液位自動(dòng)檢測(cè)和控制系統(tǒng)是一個(gè)非常常見的自動(dòng)控制單元，也是生產(chǎn)企業(yè)節(jié)約用水的關(guān)鍵技術(shù)。所以說，研究如何利用PLC技術(shù)提高水位檢測(cè)和控制的自動(dòng)化程度具有很高的實(shí)際意義。文章通過一個(gè)水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，研究PLC技術(shù)在其中起到的關(guān)鍵作用。

1 自控系統(tǒng)硬件的選型

1.1 自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)針對(duì)水位控制組態(tài)，通過設(shè)計(jì)的組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)水位控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，檢測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)與變量。在自控系統(tǒng)中運(yùn)用MCGS組態(tài)軟件來監(jiān)控該系統(tǒng)的運(yùn)作。本系統(tǒng)控制的方式是調(diào)節(jié)多段液位。對(duì)手動(dòng)控制進(jìn)行分段，共計(jì)四段。對(duì)這四段的每個(gè)液位進(jìn)行設(shè)定，液位值均達(dá)到相應(yīng)的要求。系統(tǒng)可以參照手動(dòng)控制系統(tǒng)，利用水泵對(duì)各段的液位設(shè)定值進(jìn)行手動(dòng)的調(diào)節(jié)。

此外，系統(tǒng)還可以通過自動(dòng)運(yùn)行，建設(shè)液位已滿足手動(dòng)的要求或者是無法在手動(dòng)控制下完成運(yùn)行，那么系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)的控制最低液位，具體來說，結(jié)合實(shí)際情況，在系統(tǒng)的液位已經(jīng)低于液位的最小值后，系統(tǒng)會(huì)通過自動(dòng)加水調(diào)整液位，使液位可以達(dá)到最大值。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

能夠?qū)崿F(xiàn)低液位報(bào)警自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)方案有很多種，當(dāng)液位低于低液位時(shí)， 系統(tǒng)啟動(dòng)自動(dòng)控制環(huán)節(jié)。系統(tǒng)自動(dòng)環(huán)節(jié)啟動(dòng)后， 控制系統(tǒng)通過水泵給水箱加水， 在不受手動(dòng)控制影響的條件下， 水位上升至高液位后再加水處理數(shù)秒后停止加水。也可以利用連接系統(tǒng)的各個(gè)原件，完成滑動(dòng)輸入器。在水位高于最高液位值，水位低于最低液位值的情況下，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警，實(shí)時(shí)的監(jiān)控水位控制系統(tǒng)的部分?jǐn)?shù)據(jù)和部分變量。系統(tǒng)還專門設(shè)置了指示燈，目的是可以更好的監(jiān)控液位，然后操作人員可以通過指示燈觀察到液位。

2 軟件應(yīng)用

2.1 水位控制系統(tǒng)的組成

上位機(jī)以及智能調(diào)節(jié)儀組成了該水位控制系統(tǒng)。對(duì)上位機(jī)來講，它的功能主要是實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，完成水位動(dòng)畫的運(yùn)行。MCGS組態(tài)軟件會(huì)利用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，交換內(nèi)部和外部的數(shù)據(jù)，比如說實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)以及向設(shè)備發(fā)送的各種指令。所謂的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，它本質(zhì)上是一種DLL文件，其中是由不同設(shè)備對(duì)應(yīng)的通訊協(xié)議構(gòu)成，實(shí)時(shí)的采集和傳遞采集到各設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)。MCGS組態(tài)軟件的功能是對(duì)各設(shè)備驅(qū)動(dòng)進(jìn)行調(diào)用，向工程的不同環(huán)境傳遞需求數(shù)據(jù)。對(duì)下位機(jī)來講，主要組成是智能儀表，功能是采集水位數(shù)據(jù)。而智能儀表的主要組成是PLC主控制單元模塊。PLC是一種智能的工業(yè)調(diào)節(jié)器，主要是運(yùn)用上位機(jī)實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的通訊。結(jié)合實(shí)際需求，對(duì)各設(shè)備的儀表參數(shù)進(jìn)行設(shè)置?；蛘吒鶕?jù)命令對(duì)儀表的參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷模舷挛粰C(jī)組成結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

2.2 建立水位工程系統(tǒng)

2.2.1 設(shè)計(jì)水位控制工程的畫面流程

在用戶操作界面中建立建立一個(gè)名為“水位控制”的用戶窗口， 然后對(duì)其相應(yīng)的設(shè)置。添加該“水位控制”用戶窗口。根據(jù)前面章節(jié)系統(tǒng)硬件的介紹及設(shè)計(jì)需要的監(jiān)控及控制要求， 對(duì)應(yīng)到該組態(tài)軟件上要做相應(yīng)的畫面設(shè)計(jì)。對(duì)應(yīng)的靜態(tài)畫面，如圖2所示。

2.2.2 水位控制工程中數(shù)據(jù)對(duì)象的設(shè)置

完成水位控制系統(tǒng)的靜態(tài)畫面設(shè)置之后，要對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行設(shè)置，主要內(nèi)容是增加數(shù)據(jù)對(duì)象、修改對(duì)象屬性。對(duì)應(yīng)的設(shè)置如圖3所示。

2.2.3 仿真結(jié)果

通過上述調(diào)節(jié)與設(shè)置，可以看到一副比較直觀的、便于操作的仿真效果圖，這樣操作人員可以很方便地通過事先設(shè)置好的輸入輸出來控制水罐的水流量。

3 結(jié) 語

綜上所述，在實(shí)驗(yàn)過程中，系統(tǒng)可以正常運(yùn)作，且可以直觀地顯示界面，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況向契合。該仿真系統(tǒng)一方面可以充分的運(yùn)用資源，彌補(bǔ)資源的不足；另一方面對(duì)現(xiàn)行的資源平臺(tái)進(jìn)行了充分的運(yùn)用。本文在PLC的基礎(chǔ)上開展了仿真實(shí)驗(yàn)，并且通過通過MCGS組態(tài)軟件完成實(shí)驗(yàn)：該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單且容易上手，具有相對(duì)健全的功能，界面直觀，很容易進(jìn)行維護(hù)；可以針對(duì)不同的工業(yè)控制特征進(jìn)行仿真模擬；開發(fā)出的仿真系統(tǒng)針對(duì)性較強(qiáng)，有利于開展工作，為客戶提供培訓(xùn)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

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