基于PLC的自動(dòng)抽水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

＊朱云云 朱敏

（安徽三聯(lián)學(xué)院 電子電氣工程學(xué)院 安徽 230601）

基于PLC的自動(dòng)抽水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

＊朱云云 朱敏

（安徽三聯(lián)學(xué)院 電子電氣工程學(xué)院 安徽 230601）

液位傳感器檢測水池水塔中液位高度，將信息輸送到PLC中，PLC輸出點(diǎn)控制線圈得失電情況，來控制電機(jī)抽水與否。當(dāng)水塔的水位低于液位下限時(shí)，液位傳感器S3閉合，水塔處于缺水狀態(tài)，此時(shí)只有當(dāng)水池水位高于下限開關(guān)S1時(shí)水泵電機(jī)才開始啟動(dòng)抽水。幾秒過后，當(dāng)水塔的水位高于水塔下限液位開關(guān)S3時(shí)，水塔下限指示燈滅，此時(shí)如果水池水位仍高于水池下限開關(guān)S1時(shí)，水泵電機(jī)繼續(xù)抽水。當(dāng)水塔水位高于上限液位開關(guān)S4處時(shí)，水池上限指示燈a4亮，此時(shí)PLC控制交流接觸器線圈失電，水泵電機(jī)停止抽水。

自動(dòng)抽水；液位傳感器；PLC控制

1.研究背景及意義

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，基于微處理器的PLC控制已逐步取代繼電接觸器控制，并且在各行各業(yè)的自動(dòng)化控制領(lǐng)域中有著非常寬廣的應(yīng)用。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步和市場發(fā)展的需求，以微處理器為核心，集存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口與中斷于一體的PLC控制應(yīng)運(yùn)而生，它具有可靠性高，靈活型好，易操作和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。自動(dòng)抽水控制系統(tǒng)基于PLC對水泵的合理操作是非常有效的，可以提高利用率，節(jié)約能源和效益，這是人們所青睞的。

2.控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

(1)液位傳感器的選擇

選擇的是恒浮力式液位傳感器。其結(jié)構(gòu)簡單，使用起來也很方便，目前來看，應(yīng)用的比較廣泛。其又可以分為恒浮力式液位傳感器和變浮力式液位傳感器。

(2)S7-200系列PLC

S7-200系列PLC硬件系統(tǒng)的主要裝置方式是在主機(jī)中包含一些輸入/輸出點(diǎn)，同時(shí)還有包括I/O的擴(kuò)展模塊和其他各種模塊。其主要的組成部件有六大模塊：中央處理器（CPU）單元、存儲(chǔ)器單元、輸入/輸出單元、電源部分、接口單元、外部設(shè)備。

(3)自動(dòng)抽水控制系統(tǒng)的控制裝置

①當(dāng)水池液位低于下限S1時(shí)，液位開關(guān)S1閉合，電磁閥打開，水開始流入水池，幾秒以后，若水池液位沒有達(dá)到下限液位S1時(shí)，系統(tǒng)就發(fā)出報(bào)警，這時(shí)說明出現(xiàn)故障。若系統(tǒng)正常，說明此時(shí)水位應(yīng)該高于下限水位了。隨著水的流入，當(dāng)水池液位高于液位開關(guān)S2時(shí)，S2閉合，電磁閥關(guān)閉，水停止流入水池。

控制系統(tǒng)的裝置圖如下：

圖1 自動(dòng)抽水控制裝置

②當(dāng)水塔液面低于水塔下限液位開關(guān)S3時(shí)，S3閉合，這時(shí)水泵便開始工作，向水塔抽水，當(dāng)水位上升到水塔上限開關(guān)S4時(shí)，這時(shí)水塔上限液位開關(guān)關(guān)閉，水泵停止抽水。

③當(dāng)水塔液位降到水位下限時(shí)，同時(shí)水池液位也降到下限水位時(shí)，水泵停止抽水。

(4)I/O地址分配表

自動(dòng)抽水控制系統(tǒng)的PLC的I/O地址分配如下表1所示：

表1 自動(dòng)抽水控制系統(tǒng)PLC的I/O接口分配表

(5)自動(dòng)抽水控制系統(tǒng)的PLC I/O接線圖

上面為我們已經(jīng)將I/O分配表列出來了，并且對輸入、輸出點(diǎn)作出了地址分配，根據(jù)此地址分配表畫出自動(dòng)抽水控制電路的控制系統(tǒng)I/O接線圖，如圖2所示：

圖2 自動(dòng)抽水控制系統(tǒng)的I/O接線

3.控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

(1)梯形圖設(shè)計(jì)

圖3

4.自動(dòng)抽水控制系統(tǒng)仿真

如圖4所示，在PLC編程軟件上編寫好程序之后，導(dǎo)出并保存下來。打開S7-200PLC仿真軟件，載入程序，完成之后便可以看到梯形圖和相對應(yīng)的語句表。下圖所示為“STOP”模式，點(diǎn)擊綠色三角形的突變之后切換到“RUN”模式。

圖4

5.總結(jié)

目前，PLC技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，也與計(jì)算機(jī)技術(shù)成功結(jié)合，已經(jīng)不再是一個(gè)單獨(dú)的控制裝置，它成為控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分和環(huán)節(jié)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PLC將更加注重與其他智能控制系統(tǒng)相結(jié)合，PLC將使用速度更快，更強(qiáng)大的CPU和更充分地利用計(jì)算機(jī)資源，將與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、分布式控制系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)等相結(jié)合，這將進(jìn)一步拓寬PLC在空間中的應(yīng)用。在本文中，基于現(xiàn)有PLC技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合其他相關(guān)的專業(yè)理論知識(shí)，來設(shè)計(jì)自動(dòng)抽水控制系統(tǒng)，首先是硬件電路圖的設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上，將其轉(zhuǎn)換為PLC控制，它的I/O地址分配、I/O接線圖和梯形圖的設(shè)計(jì)，最后，整個(gè)控制系統(tǒng)由PLC仿真軟件模擬。

[1]趙峰,賈石峰.電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用[M].蘭州:蘭州大學(xué)出版社,2006.

[2]華滿香,劉小春.電氣控制與PLC應(yīng)用[M].北京:人民郵電出版社,2009.

[3]張建民.傳感器與檢測技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.

[4]吳建平.傳感器原理及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012.

[5]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,2006.

[6]顧桂梅.電氣控制與PLC技術(shù)[M].蘭州:蘭州大學(xué)出版社,2006 .

朱云云（1992～），女，安徽三聯(lián)學(xué)院，研究方向：控制工程。

朱敏（1988～），女，安徽三聯(lián)學(xué)院，研究方向：電路與系統(tǒng)。

((責(zé)任編：李田田)

課題項(xiàng)目名稱：電子信息實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心。項(xiàng)目級別：校級。編號(hào)：13zlgc040。

The Design of Control System of Automatic Pump based on PLC

Zhu Yunyun, Zhu Min

（Anhui Sanlian college, School of Electrical and Electronic engineering, Anhui, 230601）

The height of liquid level of liquid level sensor liquid detection tank and tower, the message can be transmitted to the PLC, PLC output control coil and electricity, to control the motor pumped or not. When the water level of a water tower liquid level lower than the lower limit, the liquid level sensor S3 is closed, water tower in a dry state, at this time only when the pool water level is higher than the lower limit switch S1 when the pump motor started pumping. A few seconds later, when the water level is higher than the lower level tower tower tower limit switch S3, the light is off, if the water level of the water tank is still higher than the lower limit switch S1, continue pumping water pump motor. When the water level is higher than the upper level switch S4, a4 light tank cap, the PLC control AC contactor coil power, the pump motor to stop pumping.

automatic pumping；liquid level sensor；PLC control

T

A