基于PLC的泳池水位控制系统

山西省机电设计研究院有限公司 郝 斌 闫宪峰 苏跃龙

在泳池竞技中，泳池水位的高低，对游泳者的安全至关重要。为了保证泳池水位的高度在安全范围，本文设计了一种有关泳池水位的控制系统，利用PLC对泳池和补水池的水泵和排水阀的启停控制来调节水池水位，采用冗余设计，保证系统的可靠运行。整个系统自动运行无需人工操作，并可通过无线通讯对系统进行远程控制。

游泳池是人们进行休闲娱乐，健身竞赛的重要场所。无论是室内、室外、亦或是温泉泳池，都会气温的变化蒸发，泳池的定期排污清洗，和人们玩乐带出一部分水，使得泳池水位下降，然而泳池水位对游泳者的安全非常重要，尤其是对于10m跳台的泳池深度跟有严格的要求，所以需要随时调节泳池水位高低。

1 系统介绍

1.1 系统工艺

系统分别有跳水用泳池和用于保证泳池的水源供应补水池，两水池深度均为5m，补水池体积仅需为泳池的10%。为保证系统的安全可靠，泳池和补水池均配备双泵，其中一个为备用泵。泳池配置a、b水泵，补水池配置c、d水泵。同时设立控制泵房，控制中心与控制泵房之间可使用无线通信。当两池液位状态超过正常值范围时，报警指示亮。水位控制装置如图1所示。

图1 泳池水位控制装置图

1.2 系统功能

（1）自动检测泳池和补水池的水位。

（2）系统可进行本地和远程控制。

（3）系统能自动和手动控制。

（4）采用无线通信方式控制泵房自动补水以及自动供水。

（5）整个系统采用智能控制，正常工作无需人工干预。

（6）当系统有异常情况时，可产生声光报警提醒管理人员注意。

（7）系统稳定可靠，安装、操作、使用方便

1.3 系统流程

该装置具有手自动转化的功能，并具有水位报警功能。当执行程序时，扫描到补水池液位低于水池下限液位时，检测c、d两个水泵是否故障，打开水泵c或d，开始往补水池里进水；当补水池水位高于水池上限液位，则c、d水泵停止。

泳池液位低于泳池下限液位时，检测a、b两个水泵是否故障，打开水泵a或b，开始往泳池里进水；泳池高于上限液位时，a、b水泵关闭，停止往泳池里注水。同时打开排水阀，排出一定水量。

当泳池水位低于下限水位，同时补水池水位也低于下限水位时，所有水泵都不工作且声光报警器产生报警，提醒工作人员出现故障。

其流程图如图2所示。

图2 程序流程图

2 监控软件设计

监控软件的可对PLC进行参数设定，和数据通讯。通过上位机与下位机的实时通讯，及时得知整个系统的运行情况。

图3为系统运行主界面，可以看到整个工艺流程图，可通过泳池功能的不同设定不同的水池高高限，高限，低限，低低限。系统默认自动运行，可随时切换到手动，当系统发生故障，页面中报警灯亮起，并有报警记录以供人们分析查询。排除故障后，按下复位键恢复正常运行。

图3 系统运行主界面

变量设置如表1所示。

表1 变量设置

3 系统冗余设计

本系统具有双PLC冗余系统，系统运行时2个CPU均启动，但只有主CPU执行控制命令，备用CPU检测主CPU状态，时刻准备接替主CPU继续工作。

该装置设计两个PLC进行相同的软件编译并与相同的开关量输入，模拟量输入通信。它们分别由两个电源模块P1、P2为其供电，且各自有两个PPI接口，一个与电脑连接，一个与对方进行通信。初始化后，备用PLC运行程序与主PLC进行数据同步，主PLC不论哪个环节出现故障，备用PLC立即接替主PLC工作。系统PLC冗余设计的硬件连接如图4所示。

图4 系统PLC冗余设计的硬件连接

结束语：如今，游泳竞技项目种类越来越多，不同项目对泳池水位有不同要求，这对泳池水位控制系统有了更高要求。本文利用PLC设计出一种泳池水位自动控制系统，采用双水泵和排水阀配合调节水位高低，并设置补水池使泳池能得到及时补水，应用PLC冗余技术设计，极大提高了系统的可靠性，将因泳池水位过低而造成的安全隐患降到了最低。