PLC控制的水塔水位監控系統設計

楊麗　郝杰偉　胡文博

摘要：采用S7-200 PLC對水塔水位進行自動控制。為實現水位控制系統的可監控性，采用MCGS組態軟件設計水塔水位控制系統，從而能夠實時監控水塔水位。

關鍵詞：PLC;水塔水位;組態軟件;實時監控

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）05-0003-02

居民用水通常采用水塔進行供水，隨著生活用水的增多，水塔水位控制的要求也越來越高，所以，水塔水位的控制在現實生活中有著很重要的位置。為了能夠自動控制水塔水位，采用S7-200 PLC控制抽水電機。為了能夠進一步實時監控水塔水位，采用MCGS組態軟件設計水塔供水系統。

水塔水位控制系統分為地下水槽和水塔水槽兩部分。水流通過電磁閥進入水槽，水槽里面安裝有液位上限和下限傳感器，用來檢測地下水槽的水位。水塔水槽的水位是通過水泵進行抽水，水塔水槽里面同樣安裝有液位上限和下限傳感器，用來檢測水塔水槽的水位。

1 水塔水位控制要求

水塔水位是采用PLC進行控制。當地下水槽水位低于最低水位時，PLC會根據液位傳感器接受到水位信號控制電磁閥的開啟，向地下水槽進水。當水位達到水槽最高水位時，PLC會根據液位傳感器接受到水位信號控制電磁閥的關閉，停止向地下水槽進水。水塔水位是通過水泵進行供水，整個控制過程如同地下水槽水位。不同的地方就是水塔的總容量小于地下水槽的總容量。

2 PLC控制流程

根據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分別表示水池水位的上限和下限，I0.2、I0.3分別表示水塔水位的上限和下限。Q0.0、Q0.1、Q0.2分別表示水泵、調節閥和出水閥。

根據上述水塔水位的控制要求，其相應的流程圖如圖1所示。

PLC編程完畢后，接著要進行通訊鏈接。將“通用串口父設備”和“西門子_S7200PPI”添加到設備組態的設計界面并設置好其屬性，具體的串口設備屬性編輯如圖2所示。

3 基于MCGS的監控系統設計

控制好水位之后，采用組態軟件MCGS進行上位機監控界面設計，從而能夠實時監控水塔水位情況。監控系統建立的關鍵是控制閥門的通斷，從而控制水塔水位。

通過MCGS組態軟件進行上位機監控界面設計，需要在用戶窗口中設計模擬實際水塔水位系統的監控界面，建立的監控界面如圖3所示。

其中，水罐1模擬的是水塔水槽，水罐2模擬的是地下水槽。當水罐1內的液位小于10米時，水泵啟動進水，否則水泵關閉;當水罐2內的液面大于1米時，出水閥啟動，否則出水閥關閉;當水罐1內的液位大于2米，同時水罐2內的液位小于5米時，調節閥啟動向水罐2抽水，否則調節閥關閉。

監控界面建立之后，要對采集到的水位數據進行實時監控。監控系統中的實時數據可以從各個部件之間進行采集和調用，從而使模型的各個部件協調配合[1，2]，建立的實時數據庫如圖4所示。

做到實時監控還需要編寫相應的腳本程序，建立相應的運行策略，從而使系統精準有序的運行[3]。該設計建立的腳本程序為：

IF 液位1<10 THEN

水泵=1

ELSE

水泵=0

ENDIF

IF 液位2>1 THEN

出水閥=1

ELSE

出水閥=0

ENDIF

IF 液位1>2 and 液位2<5 THEN

調節閥=1

ELSE

調節閥=0

4 結語

本設計通過采用S7-200 PLC對水塔水位進行編程控制，從而實現了水塔水位的自動控制，提高了整個系統的供水效率。采用MCGS組態軟件對水塔水位自動控制系統進行監控設計，實現了實時監控水塔水位的情況，簡化了水塔儲水的管理工作。

參考文獻

[1] 孫松麗，王榮林，張桂新.基于MCGS的PLC仿真實訓系統設計[J].實驗室研究與探索，2015，34（01）：87-91.

[2] 刑滿榮，張鵬，王曉冬，等.基于PLC和MCGS組態的機械手控制系統的設計[J].制造業自動化，2015，37（04）：11-23.

[3] 朱凱彥.基于MCGS和PLC的草甘膦膜分離控制系統設計[J].化工設計通訊，2017，43（03）：105-106.