文档介绍：一种基于PLC的水位传感器测试系统
1 引言
目前,可编程序控制器(简称PLC)由于具有功能强、可编程、智能化等特点,已成为工业控制领域中最主要的自动化装置之一,它是当前电气程控技术的主要实现手段。用PLC控制系统取代传统的继电器控制方式,可简化接线,方便调试,提高系统可靠性。
触摸屏是专为PLC应用而设计的一种高科技人机界面产品,由于操作简便、界面美观、节省控制面板空间、性价比高和人机交互性好等优点,近年来已越来越多地被应用于工业控制等领域。
本文利用PLC和触摸屏技术研制了水位传感器测试系统,该系统主要用于进行洗衣机用水位传感器的质量检测,整个系统实现简单、稳定性好、自动化程度高,代替了以前的纯手动操作,较好地满足实际生产的要求,提高了生产效率。
2 系统控制原理及要求
洗衣机用水位传感器的工作原理是将水位高度的变化转换成传感器内部膜片上压力的变化,从而导致传感器输出电感L的变化,将水位传感器输出电感与外部电路组成LC振荡电路,就可将电感的变化转换成振荡频率的变化,不同的水位高度通过水位传感器可以产生不同的振荡频率,最后通过检测振荡频率与水位高度的对应关系,就可实现水位传感器的质量检测。
图1 控制系统原理框图
图1为控制系统原理框图。测试系统要求能在不同的水位高度时,准确测量出由水位传感器组成的振荡电路的振荡频率,水位高度和振荡频率的测量精度要求较高,因此,对测试系统的要求较高。
作为主电机的直流电动机由PLC进行控制,电机实现PID调速,电机的输出通过减速机构与执行机构相连,最后带动细钢管在水箱中上下移动来按检测要求控制管内水位高度的准确变化,通过编码器实现水位高度变化的实时检测,频率的实时检测由PLC的高速计数器来完成。控制命令的输入接PLC的输入端,PLC的输出端接执行继电器和工作状态指示灯等。
系统中采用触摸屏作为人机界面,显示操作画面,进行参数修改和指令输入。通过触摸屏可实现水位上升、下降高度等参数的设定和修改,实现实际水位高度变化、输出振荡频率和总产量等的实时显示等,并可对工作进程进行实时监控
3 控制系统硬件组成
根据水位传感器测试系统的工艺特点和控制要求,本系统选用中山禾川的TX1N-24MR基本型PLC,共有24点输入输出,其中14个输入点,10个继电器输出点,其环境温度、抗冲击、抗噪声等性能指标均能满足要求,且兼容三菱的编程软件,使用方便。
图2为PLC控制系统硬件接线图。输入X0~X1为编码器的A、B相输出脉冲信号,X3为振荡频率信号,X4~X14为按钮、选择开关、限位开关和计数开始等信号,输出Y0~Y7分别控制继电器、信号指示灯等。
图2 控制系统硬件接线图
水位高度的测量主要是通过编码器来完成,编码器的A、B相可向可编程序控制器的高速计数端发出脉冲,并通过高速计数器C251获得该脉冲的计数值。当电动机转动时,高速计数器的计数值就会不断累加。通过传动机构的合理设置,,通过编程计算,可以算出实际水位高度的变化。
振荡信号频率的测量可利用PLC的高速计数器C253完成,通过编程,可以利用高速计数器C253在规定的时间内(如3s)对振荡信号的脉冲数进行计数,并将计数值取出并放在数据存储器D0中,那么将D0中的值除以3所得的值就是所要测量的振荡频率的大小。