基于PLC的工厂加水控制系统的设计与实现

陈敏敏

摘要

针对目前工厂加水自动化程序低、控制水量不精准的现状，利用PLC控制器、触摸屏技术等现代测控技术，使用PID控制技术实现工厂的自动加水装置，本系统设计成本低、效率高、自动化程度高、运行平稳、精度高，取得良好的效果。

【关键词】PLC触摸屏 水阀 自动加水

随着计算机技术和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已经深入工业控制各个领域，目前用于工业控制的计算机主要以PLC为主，PLC使用方便、功能强大、维修率低，它已经广泛地应用在生产过程的自动控制系统和其他机械设备中。在工厂的加水装置中，若采用手动控制水阀的话，不易控制水流量，出口水分也不稳定，另外操作人员的操作习惯也会对加水控制产生一定的不利影响。针对这个问题，本设计采用西门子的S7-200为控制器，利用利用重力传感器、触摸屏技术等结合而成的，能为工厂提供生产所需要的一定量的水，为工厂生产提供方便。

1 系统硬件设计

加水控制系统由控制器、触摸屏、称重仪表、通信模块等组成，器件清单如表1所示。系统的总设计主要分为三部分：

（1）根据入口所需水量和流量进行水量的算法。然后由实际的出水量和出水流量的偏差，对水量和流量进行修正，算出最终的加水量和流量。

（2）通过气动装置增加流量计，接入控制系统中，使得实际的加水量和计算的加水量一致。

（3）设计触摸屏界面，显示水量、流水量的設定值和实际值。

2 软件设计

2.1 编程准备

在程序中编程实现水量和流水量的理论值计算，针对实际入水量、流量和设定值的偏差，再根据生产实际情况进行调整，使得理论值尽可能适应满足出口水分稳定性的要求。设计过程如下：

（1）创建新项目，创建组态设备。

（2）选择与元件清单中一致的控制器。

（3）添加以太网地址，把IP协议当中的IP地址设置（192.168.0.15）。

（4）选择通信模块下的点到点，选择与元件清单中一致的模块。

（5）创建界面程序块，然后再点击添加新块，分别创建新块。并在Main[OBl]中将称重（FC1）、数据计算（FC3）、自动控制（FC2）导入，具体操作为：点击Main[OBl]，再点击程序段1的任意一处，然后按下键盘当中的SHIFT+F5，点击？？，然后用输入法打出称重，点击弹出的称重数据计算（FC3）与自动控制（FC2）分别在程序段2、程序段3，进行如上面操作一样的设置.鼠标双击Startup（OB100），然后选择指令。选择完毕后并设置里面的参数，其中MB_DB可以不用设置先，并与传感器通信双击称重数据（DB4），并设置如图所示的参数，双击计算数据（DB7），并设置参数、

注意在设置完毕后，都需要把优化块的访问前面的勾去掉具体操作如下：鼠标右键单击称重数据（DB4）或计算数据（DB7），找到属性，然后去除优化块的访问的勾，最后点击确定，否则部分程序将不会运行。

2.2 程序设计

在对PLC编程的时候，所以的指令都在界面的右侧的基本指令中都能找到，最后会有所有指令的表示意思与参数.

2.2.1 称重（FC1）

如图1所示。

2.2.2 计算数据（FC3）

如图2所示。

3 触摸屏设计

本设计采用昆仑通TPC7062Ti触摸屏，昆仑MCGS软件工程有动画、报警、配方等多种功能，通过触摸屏能将设备的运行状态表现出来，实时数据库是整个触摸屏软件的核心，通过外部硬件采集的数据送到实时数据库，再由窗口来调用，通过用户窗口可更改数据库的值，再有设备窗口输出到外部硬件。触摸屏模拟操作界面设计如图3所示。

在水塔操作画面中，设置水塔的高、低水位；然后在反应釜操作界面中，设置工艺生产需要的水量，提前量作用是关闭大阀，然后只有小阀在运作，减少误差；如果设置的水量>水塔的水量，则大、小阀门不会打开，补水阀将会自动启动，并且到达水塔高水位后会自行停止补水，反之则正常运行；如果水塔水量到达低水位后，水塔补水阀也会自动启动，并与上述现象一样；如果已经知道水塔水量差不多接近低水位，可以按水塔操作按钮，并按下补水阀启动按钮，补水阀也会自行启动，现象与上述一样。

4 结语

针对工厂自动加水控制的功能需要，通过总体系统设计、软件设计、软硬件调试和触摸屏界面设计，最终完成了基于PLC、触摸屏技术的控制系统构建。该系统成本低、操作方便、运行稳定，有效提高了工厂流水量和加水量的控制精准性。

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