基于PLC的抗旱排澇的自動控制系統設計

摘 要：隨著社會主義市場經濟的發展，科學的管制和利用水資源已經成為社會發展不可缺少的部分；利用先進的自動化技術、控制技術以及通訊技術，設計高性能、高節能、能適應不同環境的抗旱排澇自動控制系統已經成為必然的趨勢。文章對抗旱排澇自動控制系統進行分析，構思出整個系統的工藝流程圖，提出先進的設計方案，采用超聲波傳感器和PLC實現內外河水位的數據傳輸，然后對閘門或者潛水泵開關的控制，實現抗旱或者排澇。

關鍵詞：抗旱排澇；PLC；傳感器；組態王

1 概述

基于PLC的抗旱排澇自動控制系統，通過現代可編程邏輯控制器和上位機軟件構成的控制機構作為主要控制設備，其內部線路和液位啟動裝置相對容易一些，而且可靠性也十分高，只需要修改控制程序就可達到改善控制的要求。另外，基于PLC抗旱排澇自動控制系統，逐步分層的結構控制方式，完成了對水位和閘門的遠距離控制和便捷管理。

2 方案的設計

2.1 抗旱排澇自動控制要求

抗旱排澇自動控制系統將超聲波傳感器檢測內外河水位，通過PLC進行數模轉換對內外河的水位進行比較，對閘門或者是開水泵進行控制，最終使得內外河水位恒定，起到抗旱或者是排澇的效果。以通運河為外河水源，建立抗旱排澇自動控制系統。由兩部分組成，一部分是兩道5m寬的水閘構成，當內河水位高于外河水位且內河水位大于15m，兩道水閘自動打開用于排洪；另一部分是干旱供水渠道，由兩道水閘和20kW的潛水泵構成，當內河水位低于外河水位但內河水位不低于10m，可以直接打開兩道水閘，由外河向內河供水。如果外河水位低于內河水位，而內河水位低于10m時，閘門關閉，開啟兩個潛水泵從外河直接抽水到內河。

2.2 工藝流程

程序主要依據液位傳感器測量的內外河實際值通過數模轉換，對這兩個值進行比較最后確定是開閘還是關閘或者是開水泵，根據控制要求抗旱排澇自動控制系統的流程圖，如圖1所示。

3 I/O分配表

抗旱排澇自動控制系統的硬件部分用到了超聲波傳感器、潛水泵、閘門啟閉機這三個主要的器件，之后在通過可編程邏輯控制器對其進行控制，實現全過程自動化的控制工藝。文章根據控制方案和設計要求，列出I/O分配表，如表1所示。

4 組態王的設計方案

使用組態王，用戶可以繪畫出自己需要的各種逼真的組態畫面，繪制出的組態畫面可以實時的監控現場的情況。本課題按照控制要求，一共需要兩個潛水泵、一個閘門4個報警按鈕，組成的控制系統的模擬畫面。當超聲波傳感器檢測到外河和內河水位變化時，相應的閘門就會隨著開啟或者關閉。抗旱排澇控制系統的組態效果圖如圖3所示。

5 結束語

本課題利用組態王6.53作為組態畫面的現實和監控系統，其通過通信電纜與PLC進行通信，將抗旱排澇自動控制系統的通過超聲傳感器采集到的數據傳送到上位機上面，操作員還可以在上位機上實時的對生產現場進行監控，最終達到所預期的控制要求。另外，本論文篇幅有限，沒有繪制本系統的外部接線圖，讀者可自行設計。

參考文獻

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作者簡介：張文峰（1976-），男，安徽淮北人，碩士研究生，講師，主要研究方向為機電一體化。