PLC技术在水位自动控制系统中的应用

张宏波

摘 要：文章通过一个自动测水位装置控制系统的选型设计，软硬件的选择及实际操作过程，讲述PLC的作用及与系统中各单元的协作，直至最终实现水槽水位的自动控制。

关键词：PLC；水位；MCGS组态；实时曲线

中图分类号：TV663 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）20-0053-02

伴随着科学技术的进步，生产企业的自动化水平越来越高，这也是企业发展低成本战略和走清洁生产道路的必要选择。液位自动检测和控制系统是一个非常常见的自动控制单元，也是生产企业节约用水的关键技术。所以说，研究如何利用PLC技术提高水位检测和控制的自动化程度具有很高的实际意义。文章通过一个水位自动控制系统的设计，研究PLC技术在其中起到的关键作用。

1 自控系统硬件的选型

1.1 自控系统的设计

本设计针对水位控制组态，通过设计的组态软件实现对水位控制系统的实时监控，检测相关数据与变量。在自控系统中运用MCGS组态软件来监控该系统的运作。本系统控制的方式是调节多段液位。对手动控制进行分段，共计四段。对这四段的每个液位进行设定，液位值均达到相应的要求。系统可以参照手动控制系统，利用水泵对各段的液位设定值进行手动的调节。

此外，系统还可以通过自动运行，建设液位已满足手动的要求或者是无法在手动控制下完成运行，那么系统就会自动的控制最低液位，具体来说，结合实际情况，在系统的液位已经低于液位的最小值后，系统会通过自动加水调整液位，使液位可以达到最大值。

1.2 系统设计方案

能够实现低液位报警自动控制的设计方案有很多种，当液位低于低液位时， 系统启动自动控制环节。系统自动环节启动后， 控制系统通过水泵给水箱加水， 在不受手动控制影响的条件下， 水位上升至高液位后再加水处理数秒后停止加水。也可以利用连接系统的各个原件，完成滑动输入器。在水位高于最高液位值，水位低于最低液位值的情况下，系统会发出报警，实时的监控水位控制系统的部分数据和部分变量。系统还专门设置了指示灯，目的是可以更好的监控液位，然后操作人员可以通过指示灯观察到液位。

2 软件应用

2.1 水位控制系统的组成

上位机以及智能调节仪组成了该水位控制系统。对上位机来讲，它的功能主要是实时采集数据，完成水位动画的运行。MCGS组态软件会利用设备驱动程序，交换内部和外部的数据，比如说实时采集的数据以及向设备发送的各种指令。所谓的设备驱动程序，它本质上是一种DLL文件，其中是由不同设备对应的通讯协议构成，实时的采集和传递采集到各设备的运行参数。MCGS组态软件的功能是对各设备驱动进行调用，向工程的不同环境传递需求数据。对下位机来讲，主要组成是智能仪表，功能是采集水位数据。而智能仪表的主要组成是PLC主控制单元模块。PLC是一种智能的工业调节器，主要是运用上位机实现与外部设备的通讯。结合实际需求，对各设备的仪表参数进行设置。或者根据命令对仪表的参数进行适当的修改，上下位机组成结构，如图1所示。

2.2 建立水位工程系统

2.2.1 设计水位控制工程的画面流程

在用户操作界面中建立建立一个名为“水位控制”的用户窗口， 然后对其相应的设置。添加该“水位控制”用户窗口。根据前面章节系统硬件的介绍及设计需要的监控及控制要求， 对应到该组态软件上要做相应的画面设计。对应的静态画面，如图2所示。

2.2.2 水位控制工程中数据对象的设置

完成水位控制系统的静态画面设置之后，要对相应的数据对象进行设置，主要内容是增加数据对象、修改对象属性。对应的设置如图3所示。

2.2.3 仿真结果

通过上述调节与设置，可以看到一副比较直观的、便于操作的仿真效果图，这样操作人员可以很方便地通过事先设置好的输入输出来控制水罐的水流量。

3 结 语

综上所述，在实验过程中，系统可以正常运作，且可以直观地显示界面，与现场实际情况向契合。该仿真系统一方面可以充分的运用资源，弥补资源的不足；另一方面对现行的资源平台进行了充分的运用。本文在PLC的基础上开展了仿真实验，并且通过通过MCGS组态软件完成实验：该系统操作简单且容易上手，具有相对健全的功能，界面直观，很容易进行维护；可以针对不同的工业控制特征进行仿真模拟；开发出的仿真系统针对性较强，有利于开展工作，为客户提供培训服务。

参考文献：

[1] 杜菲.MCGS软件在测控专业实践教学中的应用[J].考试周刊，2010， （4）.

[2] 张永健，展金玲，王伟.MCGS组态软件的煤矿监控系统的研究中的应用[J].矿山机械，2009，（11）.