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在众多生产领域中，经常需要对贮槽、贮罐、水池等容器中的液位进行监控，以往常采用传统的继电器接触控制，使用硬连接电器多，可靠性差，自动化程度不高，目前已有许多企业采用先进控制器对传统接触控制进行改造，大大提高了控制系统的可靠性和自控程度，为企业提供了更可靠的生产保障。本文在此介绍一种采用可编程控制器（PLC）对液位进行监控的一种方法，其电路结构简单，投资少（可利用原有设施改造），监控系统不仅自动化程度高，还具有在线修改功能，灵活性强，适用于多段液位监控场合。

1．控制要求

控制系统可以根据生产的需要将液位分为多段来设定，并分段显示，当液位为低限时自动启动料泵加液，液位到达设定值时发出声光报警，并停泵；操作人员可通过确认按钮解除音响报警信号，闪烁灯光转平光；系统具有手动/自动两种控制方式，并设有试验功能。

2．PLC选型

目前在上有从美国、德国、日本等国引进的多种系列PLC，国内也有许多厂家组装、开发数十种PLC，故PLC系列标准不一，功能参差不齐，价格悬殊。在此情况下，PLC的选择应着重考虑PLC的性能价格比，选择可靠性高，功能相当，负载能力合适，经济实惠的PLC。本文介绍以四段液位控制对象为例，据对多种因素的分析比较及监控系统输入、输出点数的要求，选用日本立石（OMRON）公司C20P型PLC。

3．系统硬件配置

为实现液位的手动/自动控制，需要输入口12点，输出口8点，选用C20P 20点I/O单元的PLC，输入光电隔离，输出继电器隔离，负载能力强；液位检测采用干簧管传感器，手动/自动转换、运行/试验转换和液位设定采用双位旋钮，手动启泵、停泵和确认、试验采用常开按钮；输出选用电子音响报警器和24V直流指示灯、继电器。

为节省输入口数量，节省投资，本系统运行/试验功能的转换采用了对I/O模块接线的优化，使PLC输入模块中1个输入节点起到2个输入节点的作用，完成PLC工作在两种方式下的I/O功能。参见图二I/O模块接线的优化。

系统正常运行时，运行/试验转换旋钮S接通1-3接点，各试验按钮不起作用，液位信号由各干簧管传感器传输给PLC；系统处于试验状态时，S接通1-2接点，各传感器输入信号不起作用，此时可用各试验按钮模拟各段液位信号传输给PLC。两种控制方式下的两个信号共用一个输入节点，成倍提高I/O端口的利用率，节省I/O点数。

4．系统软件设计

4．2  编程说明

 = 1 \* GB3 ① 本系统为液位的双位控制系统。液位可分四段设定和显示，在低液位时自动启泵，当液位到达设定值时自动停泵。

 = 2 \* GB3 ② 采用IL/ILC分支指令，通过0008旋钮实现手动/自动两种功能的选择，当0008旋钮闭合时，自动指示灯亮，系统执行IL/ILC分支内程序，完成自动监控；当0008旋钮打开时，手动指示灯亮，系统执行分支外程序，通过0010、0011旋钮实现手动启泵、停泵。

 = 3 \* GB3 ③ 液位由0004~0007旋钮分低、较低、较高、高四段设定，系统设置由低到高的优先权，即当多个设定旋钮同时闭合时，低液位设定优先。

 = 4 \* GB3 ④ 采用干簧管检测液位时，当液位到达检测点时其触点闭合，指示灯点亮；液位离开检测点时其触点打开，为保证相应测量段指示灯不立即熄灭及不受液位波动的影响，每段指示灯的控制均采用KEEP保持指令，只有当液位上升或下降到相邻段时指示灯才熄灭。

 = 5 \* GB3 ⑤ 当液位到达检测点时，液位指示灯闪烁，灯光闪烁因子采用内部闪烁内标1902，以1S为周期闪烁；若液位到达设定值时，自动停泵，并设置电子音响报警，报警声设计为响3S停2S，循环30S后自停，或在30S内按0009确认按钮停音响，指示灯传平光。电子音响报警和泵的启停同样考虑液位的波动影响，设计时采用KEEP保持指令和DIFU微分指令联合使用。

 = 6 \* GB3 ⑥ 开车时，液位低于或高于低液位时，需先手动启泵，再切换成自动运行；或先进入试验方式，按低液位试验按钮启动料泵，再进入自动运行方式。

PLC的CPU 模块变为STOP 状态时，将RUN 状态下的输出(Y) 记忆在CPU 模块内部后，将输出(Y) 全部置为OFF。再次置为RUN

状态时的输出(Y) 的状态设置可从下述中选择。

·输出STOP 前的输出(Y) 状态

·清除输出(Y)

(1) STOP → RUN 时的动作

在下述保持梯形图中，其动作如下所示。

(a) 输出了STOP 前的输出(Y) 状态的情况下

输出变为STOP 状态之前的输出(Y) 状态后，执行程序的运算。

STOP 状态时将输出(Y) 强制ON 的情况下www.diangon.com，输出STOP 前的状态。STOP 前的输出(Y) 为OFF 时，不保持ON 状

态。

(b) 对输出(Y) 进行了清除的情况下

输出将变为OFF 后的状态。输出(Y) 的输出在执行了程序运算后进行。

STOP 状态时将输出(Y) 强制ON 的情况下，保持ON 状态。

(2) 设置方法

对STOP → RUN 时的输出模式进行设置。

工程窗口[bbbbbeter( 参数)] [PLC bbbbbeter( 可编程控制器参数)] [PLC System( 可编程

控制器系统设置)]

（一）供电电源的检查。供电电源的质量直接影响PLC的使用可靠性，也是故障率较高的部件，检查电压是否满足额定范围的85%～110％及考察电压波动是否频繁。

（二）运行环境的检查。

（1）PLC运行环境温度在0～60℃。温度过高将使得PLC内部元件性能恶化和故障增加，尤其是CPU会因“电子迁移”现象的加速而降低PLC的寿命。温度偏低，模拟回路的安全系数也会变小，超低温时可能引起控制系统动作不正常。解决的办法是在控制柜安装合适的轴流风扇或者加装空调，并注意经常检查。

（2）环境相对湿度在5%～95％之间。在湿度较大的环境中，水分容易通过模块上的IC的金属表面的缺陷侵入内部，引起内部元件性能的恶化，使内部绝缘性能降低，会因高压或浪涌电压而引起短路；在极其干燥的环境下，MOS集成电路会因静电而引起击穿。

（3）定期吹扫内部灰尘，以保证风道的畅通和元件的绝缘。

（4）检查PLC的安装状态。各PLC单元固定是否牢固，各种I/O模块端子是否松动，PLC通信电缆的子母连接器是否完全插入并旋紧，外部连接线有无损伤。

（5）检查PLC的程序存储器的电池是否需要更换。

（三）PLC的维修

PLC控制器具有一定的自检能力，而且在系统运行周期中都有自诊断处理阶段，故在维修过程中应：

（1）检查PLC供电是否正常。若POWER指示灯不亮，可检查供电线路和熔断器。

（2）检查PLC系统。启动PLC查看“RUN”指示是否正常，有无报警发生。通常正在使用的PLC系统很难发生这种故障。

（3）I/O模块的检查。检查I/O模块供电电压是否正常；检测输入输出端口的信号及对应端口指示灯显示是否正常