王明超
ppzhus【摘 要】文章以水箱水位设计为例,进行水位检测系统的设计.水箱作为一种盛水的容器在城市用水、工业用水和畜牧用水中被大量使用,但是由于其操作不当或者没有检测水位的装置,导致各种各样的意外事故的发生,因此一个好的水位控制系统至关重要,而且对水位的控制和管理也越来越受到国家的关注.本文根据生活中水箱存在的问题进行,采用PLC和传感器对水箱水位恒的控制进行设计.首先对水箱水位的控制系统进行方案对比选择最优方案,然后对水位控制系统的工作原理和传感器原理进行分析,分别对系统电源电路、水位传感器电路、报警显示电路、系统主干路、系统PLC电路进行设计.最后对系统运行总体过程进行设计,并对元件清单进行统计.%As a container of water tower in the city water,industrial water and water for livestock is widely used,but because of the improper operation or no device to detect water level,resulting in a variety of accidents occur,so a good water level control system is very important,and the control and management of the water level is also more and more countries attention.In this paper,according to the existing life tower problem,using PLC and
sensors to control the design of constant water level.Firstly, control system of water tower water level compared to choose the optimum scheme,then the working principle and the principle of sensor water level control system is analyzed,separately carries on the design to the system power supply circuit,a water level sensor circuit,alarm circuit,automatic display system,trunk road system. Finally,the overall process of the system operation is designed,and the components list statistics.
【期刊名称】《电子设计工程》
【年(卷),期】2018(026)006
【总页数】5页(P148-152)
【关键词】水箱水位;PLC控制;系统设计;传感器
【作 者】王明超
【作者单位】无锡工艺职业技术学院电子信息系,江苏宜兴214206去污剂
【正文语种】中 文
【中图分类】TN705
水位控制在水箱检测中使用的非常普及，每一个水箱几乎都配有水位控制模块，是水箱的重要组成部分。本次设计是采用PLC检测水位的检测系统它能够根据我们输入的参数PLC调节，用单片机对接收到的信号进行数据处理，完成水位的检测、控制及故障报警等功能[1]。
众所周知，水箱内部是个密封空间，我们常常无法很好的检测水箱里面的情况，因此为了节省人力和物力，一套智能的PLC化系统在水箱中非常重要，水箱由于经常和水接触容易生锈，长时间不去检测水箱容易使水箱造成漏水，或者没有智能的检测系统常年使水箱处在极限盛水状态，从而造成安全事故[2]。
水箱是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的一部分。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的水箱，水箱所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，体现了人的智能和适应性，在国民经济各领域有着广阔的发展前景[3]。
1 水位控制方案对比
目前市场上使用的水位控制系统有以下几种[4]：
1）电极式水位控制系统
控制模拟量能够第一时间即时的了解到水位数值，设备如果现水位失控或者别的故障问题都会有预警报备功能。在液体内设置三点控制：高，低与内部，且设置在控制器上，非常方便操作。采用多个电极线接触水面可以精准无误地探测水面，价格也很实惠。
2）浮球水位控制器
碎片文件管式浮球和浮球。管式浮球适用于粘度小的水和液体。浮球适用于污水。
无法精准有效的控制实际水位。浮球无法有序的进行运作，而且容易粘连出现污垢，管式浮球的特点是漂浮的时候有电缆残绕导致卡，且有不良接触的现象出现，最后失去控制；不利于控制点的调整。
智能家居管理系统3）智能液位控制器
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在控制器上设置四个控制点，高位，超高位，低位，超低位控制点，使用起来方便宜。并连接上现代电脑网络能够远程地运行操作设备，也能够远程地观察水位，但缺点是价格比较地高。
4）超声波液位控制器127刀网
超声波液位控制的主要特点是其不用直接接触，而是通过间接接触的方法来测量水位。但价格高，不适合在水面上大量的气泡。
通过不同液位控制器方案的对比，文中选取了最适合水箱设计方案，因为该方案适合水箱水位的控制，用电极式液位传感器组成水箱水位的PLC控制系统。本方案的特点是：能够PLC控制水箱水位的高低，保证其不会流出，能够大大的节约物力与人力资源。其运行的理论是用无缝全封密的钢瓶装入不锈钢电极，调整各种尺寸的杆，观察各水位的变过动态，然后体现显示在后续电路液位，采用PLC监管信后然后输送往后续电路，能够提前汇报故障，保障机器运行安全，减少运行受荷度。由于本次设计的水位检测系统比较简单，并且符合国家的相关规范。
1.1 水位控制系统
系统工作原理框图如图1所示。
图1 水箱控制系统框架图
仔细观察上图能够得知，水箱里面的控制水位的设备能够自动地检测水箱水位，水位过低，低于固定值就是停止水泵的运行，要是水泵没有对此做出反应该设备就会自动报警，这样就能使水位安全运行周而复始循环运行。
1.2 电极式传感器工作原理
安装电极传感器应选择容器的上方位置，要与电极的低液位和高液位对齐，即高位对齐与高液位电极，低位对齐与低液位电极。测量电极的时候会出现信号电压，水位达到一定的的高电平接触电极的时候会把信号输送到水箱的后续电路，接着抽水功能会结束。水位降到电极的液位低部时则无电极信号输送到后续电路，抽水工作继续。因此，水位的高度可以通过水和电极的接触来正确测量，并且水位可以控制，以确保用户可以连续使用水[5]。
工作过程如图2所示。
图2 水箱示意图
1.3 水位传感器电路设计
液态水其特有的物理性质有相对的导电属情，利用这一原理就制成了电极水位传感器，三个不同的导体长度设置不同的函数电极，液位的不同的变化动态构成全面的水平转变，这种转变信号就成就了传感器信号。
