如何写出更好更严谨的PLC程序

如何编写更为严谨的PLC程序？

以水泵注水为例，我们来探讨一下这个问题。

在这个案例中，我们需要使用液位开关来监测水槽中的水位。当液位开关没有信号时，水泵会自动启动，开始注水；而当液位开关有信号时，水泵则会自动停止，以保持水槽中的水位在一定高度范围内。从这个案例中可以看出，这个程序非常简单，但要确保程序的严谨性，以保证设备的安全和避免意外情况的发生。

我们来看一下这个程序。其中，加液时间设置为避免传感器故障导致加液时间过长，超过正常时间后，会发出报警信号，同时停止水泵运行。这可以避免因传感器故障导致水位超过安全高度的情况发生。此外，还需要加入一个定时功能，当传感器有信号时，需要延时一段时间才能启动水泵，而当传感器没有信号时，需要延时一段时间才能停止水泵，以保证水泵的正常运行。

因此，编写一个好的PLC程序必须保证设备的安全性，避免意外情况的发生。此外，还需要考虑手动加液的情况。最后，请指出这个程序中存在的问题，并在评论区中分享您的看法。

基于PLC的楼宇自动供排水系统设计

摘要：本文以高层楼宇供排水系统为对象，设计了一套基于西门子PLC的变频调速恒压供水系统和自动排水系统。规划了针对此类楼宇的供排水系统方案，定义核心元件为变频器和PLC，实现供水系统高效低耗、排水系统及时集中处理的运作方式，保证了楼宇供排水系统的可靠性和稳定性。

0 引言 随着社会经济的发展，城市中楼宇建设发展迅速，在倡导节水节能的背景下，对楼宇的供排水等基础设施建设提出了更高要求。目前运用最广泛的是传统的直接开放式供水，而继电器控制模式下的机械触点和控制线路长期处于恶劣的现场环境下，易出现设备老化损坏、系统故障率高等问题。传统污水排放系统采用直排方式，导致排水压力大时易出现污水倒流问题，对城市卫生造成影响。本文基于西门子PLC设计楼宇供排水系统，对变频电机采用PID控制和模糊PID自调节实现对水压的恒定控制。根据实时高层压力变送器的数据，使用PID调节变频电机转速，来保证楼宇自动供水系统的稳定性。采用PLC排水自动控制系统限制排污，使污水更加顺畅地排至市政污水管，保证市政排污的稳定性和可靠性。

1 供排水系统方案 1.1楼宇自动供排水系统方案楼宇自动供排水系统方案简图如图1所示，以一幢10层大楼的供排水系统为研究对象，市政供水管道埋设在地下1m，管道水压为0. 4MPa，采用水泵2次加压供水以满足高层用水需求。供水系统组成模块如图2所示，楼宇负一层设置供排水系统中心，由1个水罐、市政自来水供水主管、PLC自动恒压供水控制箱、水压检测仪、1台220V电动截止阀、2台15kW 380V变频电机、2台7级冷水泵和止回阀组成。室外排水系统组成模块如图3所示，由1个污水水槽、水位检测仪、2台220V电动截止阀、PLC自动排水控制箱和污水管水位红外监测仪组成。

1.2工作原理在供水系统中，水罐上安装磁浮球水位监测仪，通过3个双簧管水位探头实现监测功能。水罐顶部接市政供水主管并配备电动截止阀，通过水位信号控制阀门通断控制水量；底部引至冷水泵进水端，电机驱动水泵将水扬至每个楼层。楼层中铺设管网，每户接有1根水管，第8层、第9层进水管中加装水压传感器监控水压。污水水槽设置4个水位检测仪，污水水槽至市政污水管上方安装有污水管水位红外监测仪，监测污水管中水位高度。供排水控制系统均通过供水中心室PLC自动供排水控制箱实时控制。控制系统由水压给定信号、水压压力传感器、变送单元和控制对象组成。水压压力传感器将所需控制对象的压力信号转化为电信号，与水压给定信号作差，得到偏差信号。偏差信号送人控制器，经过算法处理后送给执行器，由执行器来实现被控对象的水压调节。本设计中的水压传感器选用多晶硅压力传感器。

2 供排水系统逻辑控制 2.1 PID逻辑控制采用PID逻辑控制算法控制供排水系统，程序流程如图4所示。

2.2供排水控制箱PLC接线供排水控制箱主机选用西门子S7-200型PLC，接线如图5所示。在自动供水系统中增设西门子EM235模块。

2. 3 PLC逻辑控制原理2.3.1自动供水系统面板电气程序运行状态主要有以下几种。（1）水位控制：水位超高传感器触发时，面板水位超高灯通电点亮；水位高传感器触发时，面板水位高灯通电点亮；水位低传感器触发时，面板水位低灯通电点亮。（2）执行器手动控制：此时，自动灯不通电，按下水泵＃1（ # 2）运行点动按钮，水泵＃1（#2）运行灯通电点亮，按下水泵＃1（#2）停止点动按钮，水泵＃1（#2）运行灯断电熄灭。按下电动截止阀运行点动按钮，电动截止阀运行灯通电点亮，按下电动截止阀停止点动按钮，电动截止阀运行灯断电熄灭。（3）手动状态：按下电动截止阀＃1启动时，PLC给电动截止阀通人220V电压使其开到最大，供排水控制室内水罐中水量增加，当水位高传感器收到信号传递到PLC中时，自动关闭电动截止阀。按下水泵＃1（#2）启动时，PLC给变频器的信号值为50Hz，且接触器KM1（KM2 ）通电使水泵＃1（#2）启动，当楼宇管道水压大于5kg时，PLC给变频器的信号值为0，水泵＃1（#2）关闭。（4）自动状态：按下自动按钮，程序进入自动状态，自动灯通电点亮。屏蔽所有手动按钮和原执行器运行状态，由自动判断程序自动控制各执行器，水位灯和水位信号不受影响，以此保水位和水压正常。在自动状态下，PLC启动电机时用交流接触器切换电机，从而保证水泵和电机的寿命。2.3.2自动排水系统（1）手动状态：按下电动截止阀#2（#3）启动时，面板上电动截止阀＃2（ # 3）运行灯通电点亮，电动截止阀＃2（ # 3）打开；按下电动截止阀＃2（#3）关闭时，面板上电动截止阀＃2（ # 3）运行灯断电熄灭，电动截止阀＃2（#3）关闭。（2）自动状态：按下自动按钮，程序进入自动状态，所有手动状态设定的执行器状态全由程序自动调定。主机通过接收水位高低信号来控制相应电动截止阀启闭，从而保证污水槽水位正常，污水水槽、市政排水管通畅。

3 PLC控制程序 3.1自动供水系统PLC程序利用西门子PLC专用编程软件Step7编程。（1）传感器信号处理。水位信号处理：如图6所示，水位信号的系统定义为I点，水位灯信号的系统定义为Q点。水压压力传感器模拟量转换处理：如图7所示，水压压力传感器对检测到的模拟量信号进行处理，将浮点数信号转换为真实压力值数值信号。

（2）手动状态程序。手动控制电动截止阀：按下按钮时传递数字量信号给PLC主机进行处理。水泵变频器给定频率设定：如图8所示，手动状态下系统设定水泵电机全速运转，输出值为50Hz、PLC对数值进行处理，将50Hz转换为浮点数输出。水泵电机手动启动：如图9所示，对电机的控制实际是对交流接触器的控制，PLC对按钮信号进行处理并控制水泵＃1、#2启停。

（3）自动状态程序。水罐供水控制：如图10所示，PLC主机根据水罐水位信号自动控制电动截止阀使水罐中的水稳定在低水位和高水位间。变频信号PID控制：如图11所示，PLC在自动状态下根据水压传感器信号与设定上、下限值的比较结果，对电机转速进行PID运算。

3.2自动排水系统PLC程序（1）传感器信号处理：水位信号处理程序如图6所示，水位超高报警控制程序如图12所示。

（2）手动状态下控制电动截止阀：PLC主机运行过程中，手动状态下按下启停按钮，对电动截止阀＃2、#3进行控制。（3）自动状态下控制电动截止阀：如图13所示，PLC在自动状态下根据水位信号自动控制电动截止阀＃2、#3，使污水水槽水位保持在低水位以下，并保证市政污水管不倒流。

4 结束语 本次基于PLC设计的楼宇自动供排水系统，其自动供水系统可将后级水压稳定在设定值范围内，保证高楼层出水恒定，流速均匀有力；自动排水系统使污水槽中污水水位低于低水位。该系统操作简单，具有较高的可靠性和稳定性。

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