MCGS水位控制系统设计与制作

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3. 各电路设计

3.1 设计方案

该设计的中组态是基于PLC实现的系统控制之上的，所以在对组态进行 整个控制系统是一个自动控制系统与多个手动控制系统的结合。自动控制方面是在液位低于最低液位（即低液位）时作用，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5秒后停止加水。

其中的自动控制方面分为四个控制手动控制内容，分为中低液位手动控制、中液位手动控制、中高液位手动控制及高液位手动控制。对应的按下手动控制开关，控制系统对应的通过水泵将液位调节到相应的液位高度。

当然和一般控制系统一样，这里添加系统的启动和关断控制按钮。还有为了便于系统中控制液位的观察，这里使用相应的指示灯来显示控制液位达到的液位高度值。

该系统通过PLC作为主控制单元对系统进行控制，使用较为简单的液位检测装置对液位进行检测处理，同时使用常用水泵作为系统的调节控制输出端对系统中液位进行具体的调节控制。 3.2 系统硬件解析

3.2.1 PLC

PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller）指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行。PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。

利用PLC的通信功能，我们可以实现设计要求的MCGS与PLC的数据通信问题。

在这里我们选用“三菱 FX1N系列”可编程控制器，这是一种适合于小规模控制的基本

型机器。使用PLC如图3.1所示。 图3.1 三菱 FX1N系列PLC

3.2.2 水位检测装置

为了便于对实际的液位进行实时监控，这里利用一般水的导电的原理选用较为简单的水位检测装置，该装置的具体控制原理如下图图3.2所示。虚线表示允许水位变化的上下限。在正常情况下，应保持水位在虚线范围之内。为此，在水箱的不同高度安装了3根金属棒，以感知水位变化情况。

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图3.2 水位检测原理图

如图所示，其中B棒处于下限水位，C棒处于上限水位，A棒接+24V电源，B棒、C棒各通过一个电阻与地相连。

水箱由电机带动水泵供水，PLC控制电机转动以达到对水位控制之目的。供水时，水位上升。当达到上限时，由于水的导电作用，B、C棒连通+5V。因此，b、c两端均为连通状态，这时应停止电机和水泵工作，不再给水塔供水。

当水位降到下限时，B、C棒都不能与A棒导电，因此，b、c两端均为断开状态。这时应启动电机，带动水泵工作，给水塔供水。

当水位处于上下限之间时，B棒与A棒导通，b端为导通状态。C端为断开状态。这时，无论是电机已在带动水泵给水塔加水，水位在不断上升；或者是电机没有工作，用水使水位在不断下降。都应继续维持原有的工作状态。

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3.3 主电路及接线图

3.3.1 主电路系统图系统图

图3.3.主电路系统图

图3.4. PLC外部接线图

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3.4 系统梯形图及其软元件明细表 3.4.1 PLC软元件明细

根据上述所示的图3.4 PLC外部接线图的内容，列出该系统PLC软元件的明细表，如下图3.5所示。

软元件 注释 X0 低液位传感（常开） B点 X1 中低液位传感（常开） X2 中液位传感（常开） X3 中高液位传感（常开） X4 高液位传感（常开） X5 中低液位手动 X6 中液位手动 X7 中高液位手动 X10 高液位手动 X11 急停 X12 系统开启 X13 系统停止 Y0 水泵运行指示及水泵运行的执行控制端 Y1 低液位报警 Y2 低液位指示灯 Y3 中低液位指示灯 Y4 中液位指示灯 Y5 中高液位指示灯 Y6 高液位报警 Y7 高液位指示灯 M0 自动控制时 间接水泵控制 M1 中低位手动控制时 间接水泵没控制 M2 中位手动控制时 间接水泵没控制 M3 中高位手动控制时 间接水泵没控制 M4 高位手动控制时 间接水泵没控制 M10 系统开断间接控制 T0 低液位延时报警 T1 高液位延时报警 T2 中低液位加水延时 T3 中液位加水延时 T4 中高液位加水延时 T5 高液位加水延时

图3.5软元件明细表

3.4.2 系统梯形图

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泵加水，液位到达设定值时发出声光报警，并停止出水（即

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