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DCS PLC控制系統

在眾多生產領域中,經常需要對貯槽、貯罐、水池等容器中的液位進行監控,以往常采用傳統的繼電器接觸控制,使用硬連接電器多,可靠性差,自動化程度不高,目前已有許多企業采
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在眾多生產領域中,經常需要對貯槽、貯罐、水池等容器中的液位進行監控,以往常采用傳統的繼電器接觸控制,使用硬連接電器多,可靠性差,自動化程度不高,目前已有許多企業采用先進控制器對傳統接觸控制進行改造,大大提高了控制系統的可靠性和自控程度,為企業提供了更可靠的生產保障。本文在此介紹一種采用可編程控制器(PLC)對液位進行監控的一種方法,其電路結構簡單,投資少(可利用原有設施改造),監控系統不僅自動化程度高,還具有在線修改功能,靈活性強,適用于多段液位監控場合。
 
1.控制要求
PLC液位顯示報警控制系統可以根據生產的需要將液位分為多段來設定,并分段顯示,當液位為***低限時自動啟動料泵加液,液位到達設定值時發出聲光報警,并停泵;操作人員可通過確認按鈕解除音響報警信號,閃爍燈光轉平光;系統具有手動/自動兩種控制方式,并設有試驗功能。
 
2.PLC選型
目前在國內市場上有從美國、德國、日本等國引進的多種系列PLC,國內也有許多廠家組裝、開發數十種PLC,故PLC系列標準不一,功能參差不齊,價格懸殊。在此情況下,PLC的選擇應著重考慮PLC的性能價格比,選擇可靠性高,功能相當,負載能力合適,經濟實惠的PLC。本文介紹以四段液位控制對象為例,據對多種因素的分析比較及監控系統輸入、輸出點數的要求,選用日本立石(OMRON)公司C20P型PLC。
 
3.系統硬件配置
為實現液位的手動/自動控制,需要輸入口12點,輸出口8點,選用C20P 20點I/O單元的PLC,輸入光電隔離,輸出繼電器隔離,負載能力強;液位檢測采用干簧管傳感器,手動/自動轉換、運行/試驗轉換和液位設定采用雙位旋鈕,手動啟泵、停泵和確認、試驗采用常開按鈕;輸出選用電子音響報警器和24V直流指示燈、繼電器。參見圖一系統硬件配置圖。
 

液位報警儀

 

圖一   系統硬件配置圖

為節省輸入口數量,節省投資,本系統運行/試驗功能的轉換采用了對I/O模塊接線的優化,使PLC輸入模塊中1個輸入節點起到2個輸入節點的作用,完成PLC工作在兩種方式下的I/O功能。參見圖二I/O模塊接線的優化。

液位報警儀

 

圖二   I/O模塊接線的優化

 

系統正常運行時,運行/試驗轉換旋鈕S接通1-3接點,各試驗按鈕不起作用,液位信號由各干簧管傳感器傳輸給PLC;系統處于試驗狀態時,S接通1-2接點,各傳感器輸入信號不起作用,此時可用各試驗按鈕模擬各段液位信號傳輸給PLC。兩種控制方式下的兩個信號共用一個輸入節點,成倍提高I/O端口的利用率,節省I/O點數。

4.系統軟件設計

4.1  控制程序流程圖

液位報警儀

 

 

圖三   系統流程圖

 

4.2  編程說明

 = 1 * GB3 ① 本系統為液位的雙位控制系統。液位可分四段設定和顯示,在***低液位時自動啟泵,當液位到達設定值時自動停泵。

 = 2 * GB3 ② 采用IL/ILC分支指令,通過0008旋鈕實現手動/自動兩種功能的選擇,當0008旋鈕閉合時,自動指示燈亮,系統執行IL/ILC分支內程序,完成自動監控;當0008旋鈕打開時,手動指示燈亮,系統執行分支外程序,通過0010、0011旋鈕實現手動啟泵、停泵。

 = 3 * GB3 ③ 液位由0004~0007旋鈕分***低、較低、較高、***高四段設定,系統設置由低到高的優先權,即當多個設定旋鈕同時閉合時,低液位設定優先。

 = 4 * GB3 ④ 采用干簧管檢測液位時,當液位到達檢測點時其觸點閉合,指示燈點亮;液位離開檢測點時其觸點打開,為保證相應測量段指示燈不立即熄滅及不受液位波動的影響,每段指示燈的控制均采用KEEP保持指令,只有當液位上升或下降到相鄰段時指示燈才熄滅。

 = 5 * GB3 ⑤ 當液位到達檢測點時,液位指示燈閃爍,燈光閃爍因子采用內部閃爍內標1902,以1S為周期閃爍;若液位到達設定值時,自動停泵,并設置電子音響報警,報警聲設計為響3S停2S,循環30S后自停,或在30S內按0009確認按鈕停音響,指示燈傳平光。電子音響報警和泵的啟停同樣考慮液位的波動影響,設計時采用KEEP保持指令和DIFU微分指令聯合使用。

 = 6 * GB3 ⑥ 首次開車時,液位低于或高于***低液位時,需先手動啟泵,再切換成自動運行;或先進入試驗方式,按***低液位試驗按鈕啟動料泵,再進入自動運行方式。

4.3  PLC梯形圖

液位報警儀

液位報警儀

液位報警儀

 液位報警儀

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