基于PLC的液位控制系统的相关探究

基于PLC的液位控制系统的相关探究

刘欢

（天津中德工程设计有限公司天津市300000）

摘要：利用PLC的自动控制功能对储槽液位进行控制可以使得内控在一定范围，否则发出警报信号。如此不仅节约人力资源，而且避免了人为因素而造成的抽空或溢流现象，PLC控制系统接线简单、编程容易、易于修改、维护方便等优点，所以PLC被广泛应用于自动化控制领域。

关键词：池槽液位；自动化控制；PLC应用；报警

1PLC用于液位控制措施及意义

在现实生产生活中，液位是最常见、最广泛的过程控制参数。当前主要有浮球液位控制、传感器液位控制、超声波液位控制、雷达液位控制等先进技术，由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点。在石油化工生产、电力工程、水利处理和食品加工等诸多领域中，人们都需要对液位高度进行检测和控制，以方便相关的数据统计和管理。

2控制系统接线

2.1PLC电路接线

系统PLC与变频器之间的通信来控制电机的启停和转动的频率，从而达到控制液位的目的。PLC直接控制电机的启动和停止，它在接收了变频器的信号后，对当前的液位值与设定值进行比较，通过内部程序进行运行或停止，如果液位满足报警条件将会进行报警，同时停止自动运行。

2.2变频器和水泵电机外部接线

变频器作为系统的调节机构，它是采用交一直一交电源变换技术、电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。利用变频器接收液位传感器的电流信号，自身进行分析处理，从而达到变频调速的目的。电动机作为系统的执行机构，它的选用很大程度上决定了系统的成功与否，它本身所具有的性能，完全满足本设计所需要的性能指标。

3PLC梯形图编程原则

（1）梯形图按自上而下，从左到右的顺序排列。每个梯形图由多层逻辑行组成。每一逻辑行起于左母线，经触点、线圈终止于右母线。

（2）触点不能放在线圈的右边，即线圈与右母线之间不能有任何触点。

（3）线圈不能直接与左母线相接，如果需要，可通过一个没有使用的常闭触电或特殊继电器连接。（4）触点可以任意串联、并联，而且同一触点可以无限次使用。（5）输出线圈可以并联不能串联，同一输出线圈在同一程序中避免重复使用

4影响PLC控制系统稳定性的主要原因

PLC控制系统平均无故障时间可达3～5万小时，据统计，90%的故障现象发生在外围设备中，只有10%左右的故障发生在PLC控制器中。因此整PLC控制系统的稳定性，一定程度上主要取决于PLC的外围设备。如何提PLC控制系统的可靠性进行一些探讨。

4.1影响输入信号给PLC出错的主要因素

1）由于传输信号线短路或断路，或者信号干扰，当传输信号线出现故障时，输入信号无法传送给PLC控制系统，不能实时测得现场的实际信号，给系统控制造成一定的故障点。

2）点抖动，输入触点实际只闭合一次，PLC控制系统错误的认为闭合了多次，尽管硬件上加了滤波电路，软件增加微分指令，由于PLC扫描周期太短，仍可能在计数、累加、移位等指令中出错，造成控制错误。

3）现场变送器，机械开关自身故障，如变送器触点接触不良，变送器反映现场非电量偏差较大，这些故障会造成PLC控制系统不稳定。

4.2影响电气执行部分出错的主要原因

1）控制负载的接触动作不稳定，尽管PLC发出了动作指令，但执行机构并没完全按要求动作。如果输入给PLC的开关量信号出现错误，活在模拟量信号出现较大偏差，现场PLC输出口控制的执行机构会安装错苏的信号执行动作，都会产生输出和执行相差偏差较大。

2）变频器起动，由于变频器本身故障，变频器所带电机并没按相应要求工作。3）电动阀、电磁阀出现故障，不能按照PLC输出控制要求动作，以及阀的开关到位信号，给整个控制系统的稳定性造成了不利影响。

5在实际应用中提高PLC自动控制系统稳定性往往从以下几方面来考虑

5.1提高对PLC系统输入信号稳定性。要提高从现场输入给PLC信号的稳定性，首先要选择可靠性较高的变送器和现场设备执行元件，防止各种原因引起传送信号线短路、断路或接触不良。信号电缆要和动力电缆隔开，防止信号干扰。造成错误传输，另外在程序设计上增加数字滤波程序，增加输入信号的可靠性。同时要选择可靠性较高的变送器和执行机构。5.2提高电气执行部分的可靠性。当现场的信号准确地输入给PLC后，PLC执行程序，将结果通过电气执行部分对现场执行机构装置进行调节、控制。当开启或关闭电动阀门时，根据阀门开启、关闭时间不同，设置一定的延时时间，经过延时检测开到位或关到位检测信号，当PLC系统在规定时间内检测不到时，说明阀没有动作，或者阀有故障，为了直观的表述阀的故障现象可在一些相应的监控画面上做出阀故障报警信号。

5.3数据和程序的保护。

一般PLC控制系统都采用锂电池支持的RAM来存储用户的应用程序，一支电池的寿命为5年左右，用完后部分应用程序数据将丢失。因此一些重要的数据程序应常采用存储卡来存储用户的应用程序。将更新程序及技术资料作为存档保存起来，做好程序备份，以便以后用到。

5.4完善故障报警系统。

要提高熬个PLC控制系统的可靠性和可靠性，必须提高现场输入信号的可靠性和执行机构动作的准确性，否则PLC控制系统应能及时发现问题，用声光等报警办法提示给操作人员，尽快排除故障隐患，事PLC控制系统安全、可靠、正确地运行，设计完善的故障报警系统。在自动控制系统的设计中设计了3级故障显示报警系统，其中1级报警设置在控制现场各控制柜面板上，用指示灯指示设备正常运行状况和故障显示情况，当设备正常运行时对应指示灯亮，否则指示灯不显示，2级报警故障显示设置在中心控制室大屏幕监视器上，当PLC控制系统控制的设备出现故障时，将会有文字显示其设备故障类型，工艺流程图上对应的设备会闪烁，历史数据世间表中将记录该设备故障。3级报警故障显示设置在中心控制室信号箱内，当设备出现故障时，信号箱将用声、光报警方式提示给工作人员，以便工作人员及时处理故障，达到设备运行的稳定性能。

6总结

由于外围环保要求，内需降本增效的要求之下，废水处理工艺过程清水箱液位调控成为系统过程控制的监控对象。自PLC控制引入液位管控后，生产效率、劳动强度和风险系数等得到了下降，实现液位控制系统运行稳定、安全可靠、控制速度快、灵敏度强、降本增效等特征。使得控制更加的简易、及时和有效。改善了生产现场环境和后期维护，但是要求专业人员技能水平需从PLC技能到工艺流程的转化和融合，加强技术的学习和创新，更有利于生产企业的智能化和现代化发展。

参考文献：

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