PLC控制的水塔水位监控系统设计

杨丽　郝杰伟　胡文博

摘要：采用S7-200 PLC对水塔水位进行自动控制。为实现水位控制系统的可监控性，采用MCGS组态软件设计水塔水位控制系统，从而能够实时监控水塔水位。

关键词：PLC;水塔水位;组态软件;实时监控

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）05-0003-02

居民用水通常采用水塔进行供水，随着生活用水的增多，水塔水位控制的要求也越来越高，所以，水塔水位的控制在现实生活中有着很重要的位置。为了能够自动控制水塔水位，采用S7-200 PLC控制抽水电机。为了能够进一步实时监控水塔水位，采用MCGS组态软件设计水塔供水系统。

水塔水位控制系统分为地下水槽和水塔水槽两部分。水流通过电磁阀进入水槽，水槽里面安装有液位上限和下限传感器，用来检测地下水槽的水位。水塔水槽的水位是通过水泵进行抽水，水塔水槽里面同样安装有液位上限和下限传感器，用来检测水塔水槽的水位。

1 水塔水位控制要求

水塔水位是采用PLC进行控制。当地下水槽水位低于最低水位时，PLC会根据液位传感器接受到水位信号控制电磁阀的开启，向地下水槽进水。当水位达到水槽最高水位時，PLC会根据液位传感器接受到水位信号控制电磁阀的关闭，停止向地下水槽进水。水塔水位是通过水泵进行供水，整个控制过程如同地下水槽水位。不同的地方就是水塔的总容量小于地下水槽的总容量。

2 PLC控制流程

根据PLC控制的要求，分配I/O地址，可得出水塔水位控制的I/O地址分配表，如表1所示。其中，I0.0、I0.1分别表示水池水位的上限和下限，I0.2、I0.3分别表示水塔水位的上限和下限。Q0.0、Q0.1、Q0.2分别表示水泵、调节阀和出水阀。

根据上述水塔水位的控制要求，其相应的流程图如图1所示。

PLC编程完毕后，接着要进行通讯链接。将“通用串口父设备”和“西门子_S7200PPI”添加到设备组态的设计界面并设置好其属性，具体的串口设备属性编辑如图2所示。

3 基于MCGS的监控系统设计

控制好水位之后，采用组态软件MCGS进行上位机监控界面设计，从而能够实时监控水塔水位情况。监控系统建立的关键是控制阀门的通断，从而控制水塔水位。

通过MCGS组态软件进行上位机监控界面设计，需要在用户窗口中设计模拟实际水塔水位系统的监控界面，建立的监控界面如图3所示。

其中，水罐1模拟的是水塔水槽，水罐2模拟的是地下水槽。当水罐1内的液位小于10米时，水泵启动进水，否则水泵关闭;当水罐2内的液面大于1米时，出水阀启动，否则出水阀关闭;当水罐1内的液位大于2米，同时水罐2内的液位小于5米时，调节阀启动向水罐2抽水，否则调节阀关闭。

监控界面建立之后，要对采集到的水位数据进行实时监控。监控系统中的实时数据可以从各个部件之间进行采集和调用，从而使模型的各个部件协调配合[1，2]，建立的实时数据库如图4所示。

做到实时监控还需要编写相应的脚本程序，建立相应的运行策略，从而使系统精准有序的运行[3]。该设计建立的脚本程序为：

IF 液位1<10 THEN

水泵=1

ELSE

水泵=0

ENDIF

IF 液位2>1 THEN

出水阀=1

ELSE

出水阀=0

ENDIF

IF 液位1>2 and 液位2<5 THEN

调节阀=1

ELSE

调节阀=0

4 结语

本设计通过采用S7-200 PLC对水塔水位进行编程控制，从而实现了水塔水位的自动控制，提高了整个系统的供水效率。采用MCGS组态软件对水塔水位自动控制系统进行监控设计，实现了实时监控水塔水位的情况，简化了水塔储水的管理工作。

参考文献

[1] 孙松丽，王荣林，张桂新.基于MCGS的PLC仿真实训系统设计[J].实验室研究与探索，2015，34（01）：87-91.

[2] 刑满荣，张鹏，王晓冬，等.基于PLC和MCGS组态的机械手控制系统的设计[J].制造业自动化，2015，37（04）：11-23.

[3] 朱凯彦.基于MCGS和PLC的草甘膦膜分离控制系统设计[J].化工设计通讯，2017，43（03）：105-106.