基于PLC和组态软件的水塔控制系统

2019-05-27 11:25

在传统的水塔/水箱供水的基础上,加入了PLC及液压变送器等器件.利用PLC和组态软件来实现水塔水位的控制.提供了一种实用的水塔水位控制方案。
控制系统组成
1.系统的工作原理
供水系统的基本原理如图1所示,水位闭环调节原理是:通过在水塔中的三个液压变送器,将水位值变换为4~20 mA电流信号进入PLC,把该信号和PLC中的设定值的程序进行比较,并执行较后程序,通过水泵的开关对水塔中的水位进行自动控制。当PLC出现故障时,还有一套手动控制来进行对水塔水位控制。手动控制采用交流接触器。


当上水箱液位低于Y3时,M1、M2同时工作,F2打开。液位上升至Y2时,M2停止,F2关闭,M1继续工作。液位上升至Y1时,M1也停止。打开F1手阀使上水箱放水,液位下降。当液位又低于Y1时M1起动工作,如F1开度较大下水量大于上水量,使液位继续下降至Y2时,M2启动工作同时F2打开,使上水量大幅上升,保持液位。Y0为下水箱缺水报警开关,当下水箱液位低于Y0时意味着水泵进水口缺水,此时应自动切断电源并报警。
2.PLC的选择
由于该系统为中型PLC自动控制系统,要求PLC能够提供可编程逻辑分析和PID功能,故选用中达公司生产的台达DVP14ES00R可编程逻辑控制器。台达DVP14ES00R具有标准的输入、输出及通信单元,可用于较为恶劣的环境中。主要配件有中央处理器CPU,电源单元PSE,I/O单元。包括数字输入板IDPG、数字输出板ODPG、附属单元。


3.供水的控制方法
系统的硬件接线图如图2、3所示。从整个流程中可以看到两套控制方式:①由一台可编程序控制器来控制两台水泵的自动运行。②由交流接触器来控制两台水泵的手动运行。当换项开关KKl打到手动时,按下起动按钮SBl,1#泵起动运行向水塔注水,由于设置了顺序开启和逆序关闭,在1#泵没有开起的情况下,2#泵不能起动运行,而在两个水泵同时运行时,2#泵在没有停止的情况下,1#泵不能够停止。现在1#泵运行的时候,按下起动按钮SB2,2#泵起动运行向水塔注水。此时,控制台上的水位灯,由水塔中的液位变送器将水位变换为4~20mA电流信号输入到PLC中,经IDPG将其转换为数字信号。该信号与水位给定值进行比较,由PLC输出一个控制信号经ODPG转换控制信号点亮此时水塔水位所在的水位灯。当换项开关KK1打到自动时,系统将根据水塔中水位的情况,通过在水塔中的液位变送器送出的4~20mA电流信号由PLC接受并对其于给定值进行比较,执行事先编译好的程序。程序流程是:在水塔中无水时,1#、2#泵同时开起,对水塔进行注水;水位到达低水位时,控制台上的低水位灯点亮;水位到达中水位时,2#泵停止,1#泵继续运行,中水位灯点亮;水位到达高水位时,1#、2#泵都停止,高水位灯点亮。而当下水箱水位到达报警水位的时候,报警器开始报警,并切断1#、2#泵的运行。

系统各种功能的实现
1.水位显示及报警功能
为了及时观测到水塔中的水位,特别在控制台上安装了4盏水位显示灯,并将它们与PLC连接,根据变送器给PLC的信号,由PLC输出信号开启这4盏水位灯来显示当前水塔水位的情况。其中一盏灯是报警灯,在下水箱缺水的时候进行报警,提醒工作人员前来处理。
2.手动/自动功能
为了系统能正常运行,设置两套手动/自动运行方式。手动方式是利用继电器-接触器控制,可以在环境比较恶劣的条件下继续工作,自动方式是利用PLC来控制。
3.组态软件功能
在这里利用组态软件的采集数据的功能,对水塔的水位进行实时监控,通过实际的数字和图表反映出现在的水位状况。

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