PLC水塔水位控制系统设计与仿真

分类：技术教程日期：2013-01-23 00:00:00 来源：西部工控网

　　1 引言

　　水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统，传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点[1]。在水资源日益匮乏的今天，节约用水、提高水资源的利用率就显得十分必要。传统的水塔水位控制为粗放式的，基本没有对水泵的合理控制，且多为人力控制工作强度大、危险。所以除了浪费电能外，还造成了人员的浪费。采用新型的plc控制供水方式与过去旧的控制方式相比在运行的经济性、可靠性、稳定性等方面有显著优势，特别是在提倡低碳的情况下有很好的节能效果，且由于plc强大的扩展性可以适应今后城市供水建设的发展需要。

　　2 水塔水位控制原理

　　水塔水位控制的原理图如图1所示。

　　其中，水塔和蓄水池的传感器将表示液位的模拟量信号输入plc中，再由plc对数据进行分析、处理后进行相应的输出控制，输出控制为对水泵、电磁阀和报警灯的控制。

　　图1 水塔水位控制原理图

　　3 控制系统的控制要求

　　本设计水池和水塔分别各自采用一个液位传感器，以为量取其各自的高低水位。它们传输的数据传往plc(可编程逻辑控制器)，然后经由plc进行数据处理、比较，最后输出控制水泵和电磁阀。

　　系统通过plc启动后，当水池液位低于水池传感器下限液位时，电磁阀打开，开始往水池里注水，当5s以后，若水池液位没有超过水池传感器下限液位时，则系统发出警报。报警形式为光报警，表现为红色指示灯每隔0.5s闪烁一次。待水位开始上升并被相应的液位传感器检测到时自动熄灭。若系统正常，此时水池传感器下限液位向plc输入一个固定值现在水位高于下限水位。当水位液面高于上限水位时，电磁阀关闭停止向水池注水。

　　当水塔水位低于水塔下限水位时，则水塔传感器下限水位检测不到有水，水泵开始工作，向水塔供水，当10s以后，若水塔液位没有超过水塔传感器下限液位时，则系统发出警报。报警形式为光报警，表现同样为红色指示灯每隔0.5s闪烁一次。当水塔传感器下限检测到有水时，表示水塔水位高于水塔下限水位，此时水泵继续向水塔注水。当水塔液面高于水塔上限水位时，则水塔传感器上限水位检测到有水，水泵停止抽水。

　　当水塔水位低于下限水位，同时水池水位也第一下限水位时，水泵不能启动。

　　图2 系统流程图

　　4 系统的plc设计

　　4.1系统的输入输出分配

　　确定plc所需要的各类继电器，对其输入和输出进行分配与编号。本设计共使用了2个输入和8个输出，控制中还包括水泵的星型-三角形启动方式。

　　4.2系统工作流程图

　　图2为系统工作的流程图。

　　4.3系统程序

　　在程序编写过程中，设两个液位传感器均为输出4-20ma标准流信号，且范围相同。考虑到蓄水池水位应高于水塔水位这样才可以将水塔注满水，所以设蓄水池的高液位限制对应的电流为18.75ma(相应plc内部数字量为30000)，水塔的高液位限制对应的电流为17.5ma(相应plc内部数字量为28000)。两个传感器的低液位限制相同都为4ma(相应plc内部数字量为6400)。具体程序如下：

　　ld i0.0

　　o m0.1

　　movw aiw0, vw0

　　aeno

　　aw= vw0, 6400

　　ton t37, 50

　　= m0.1

　　ld t37

　　aw= vw0, vw0

　　a sm0.5

　　= m0.2

　　ld m0.1