用PLC实现分段液位的控制
2018-03-13  来源:网络或本站原创

The Application of PLC in  Control by Multiplex Liquid Level

金彦平

(常州工程职业技术学院  常州  213004

摘要:本文主要介绍如何使用PLC实现多段液位的设定、显示、报警和液位的自动控制。

关键词:   PLC    液位    监控

 

在众多生产领域中,经常需要对贮槽、贮罐、水池等容器中的液位进行监控,以往常采用传统的继电器接触控制,使用硬连接电器多,可靠性差,自动化程度不高,目前已有许多企业采用先进控制器对传统接触控制进行改造,大大提高了控制系统的可靠性和自控程度,为企业提供了更可靠的生产保障。本文在此介绍一种采用可编程控制器(PLC)对液位进行监控的一种方法,其电路结构简单,投资少(可利用原有设施改造),监控系统不仅自动化程度高,还具有在线修改功能,灵活性强,适用于多段液位监控场合。

1.控制要求

控制系统可以根据生产的需要将液位分为多段来设定,并分段显示,当液位为最低限时自动启动料泵加液,液位到达设定值时发出声光报警,并停泵;操作人员可通过确认按钮解除音响报警信号,闪烁灯光转平光;系统具有手动/自动两种控制方式,并设有试验功能。

2PLC选型

目前在国内市场上有从美国、德国、日本等国引进的多种系列PLC,国内也有许多厂家组装、开发数十种PLC,故PLC系列标准不一,功能参差不齐,价格悬殊。在此情况下,PLC的选择应着重考虑PLC的性能价格比,选择可靠性高,功能相当,负载能力合适,经济实惠的PLC。本文介绍以四段液位控制对象为例,据对多种因素的分析比较及监控系统输入、输出点数的要求,选用日本立石(OMRON)公司C20PPLC

3.系统硬件配置

为实现液位的手动/自动控制,需要输入口12点,输出口8点,选用C20P 20I/O单元的PLC,输入光电隔离,输出继电器隔离,负载能力强;液位检测采用干簧管传感器,手动/自动转换、运行/试验转换和液位设定采用双位旋钮,手动启泵、停泵和确认、试验采用常开按钮;输出选用电子音响报警器和24V直流指示灯、继电器。参见图一系统硬件配置图。

 

图一   系统硬件配置图

 

为节省输入口数量,节省投资,本系统运行/试验功能的转换采用了对I/O模块接线的优化,使PLC输入模块中1个输入节点起到2个输入节点的作用,完成PLC工作在两种方式下的I/O功能。参见图二I/O模块接线的优化。

 

图二   I/O模块接线的优化

 

系统正常运行时,运行/试验转换旋钮S接通1-3接点,各试验按钮不起作用,液位信号由各干簧管传感器传输给PLC;系统处于试验状态时,S接通1-2接点,各传感器输入信号不起作用,此时可用各试验按钮模拟各段液位信号传输给PLC。两种控制方式下的两个信号共用一个输入节点,成倍提高I/O端口的利用率,节省I/O点数。

4.系统软件设计

4控制程序流程图

 

 

图三   系统流程图

 

4编程说明

 = 1 \* GB3 本系统为液位的双位控制系统。液位可分四段设定和显示,在最低液位时自动启泵,当液位到达设定值时自动停泵。

 = 2 \* GB3 采用IL/ILC分支指令,通过0008旋钮实现手动/自动两种功能的选择,当0008旋钮闭合时,自动指示灯亮,系统执行IL/ILC分支内程序,完成自动监控;当0008旋钮打开时,手动指示灯亮,系统执行分支外程序,通过00100011旋钮实现手动启泵、停泵。

 = 3 \* GB3 液位由0004~0007旋钮分最低、较低、较高、最高四段设定,系统设置由低到高的优先权,即当多个设定旋钮同时闭合时,低液位设定优先。

 = 4 \* GB3 采用干簧管检测液位时,当液位到达检测点时其触点闭合,指示灯点亮;液位离开检测点时其触点打开,为保证相应测量段指示灯不立即熄灭及不受液位波动的影响,每段指示灯的控制均采用KEEP保持指令,只有当液位上升或下降到相邻段时指示灯才熄灭。

 = 5 \* GB3 当液位到达检测点时,液位指示灯闪烁,灯光闪烁因子采用内部闪烁内标1902,以1S为周期闪烁;若液位到达设定值时,自动停泵,并设置电子音响报警,报警声设计为响3S2S,循环30S后自停,或在30S内按0009确认按钮停音响,指示灯传平光。电子音响报警和泵的启停同样考虑液位的波动影响,设计时采用KEEP保持指令和DIFU微分指令联合使用。

 = 6 \* GB3 首次开车时,液位低于或高于最低液位时,需先手动启泵,再切换成自动运行;或先进入试验方式,按最低液位试验按钮启动料泵,再进入自动运行方式。

43  PLC梯形图

 

 

图四    PLC梯形图

 参考文献:1.OMRON可编程序控制器操作手册

          2.扬唯实.PLC实现水位监控.自动化仪表.2001(3) 

作者:金彦平(jin yan ping),男,1963年生,学士,副教授,工程师,从事电气类课程教学与实践工作。

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