一種基于PLC的水位傳感器測試系統(tǒng)研究

　　1 引言

　　目前，可編程序控制器（簡稱PLC）由于具有功能強(qiáng)、可編程、智能化等特點(diǎn)，已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中最主要的自動(dòng)化裝置之一，它是當(dāng)前電氣程控技術(shù)的主要實(shí)現(xiàn)手段。用PLC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電器控制方式，可簡化接線，方便調(diào)試，提高系統(tǒng)可靠性。

　　觸摸屏是專為PLC應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種高科技人機(jī)界面產(chǎn)品，由于操作簡便、界面美觀、節(jié)省控制面板空間、性價(jià)比高和人機(jī)交互性好等優(yōu)點(diǎn)，近年來已越來越多地被應(yīng)用于工業(yè)控制等領(lǐng)域。

　　本文利用PLC和觸摸屏技術(shù)研制了水位傳感器測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于進(jìn)行洗衣機(jī)用水位傳感器的質(zhì)量檢測，整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡單、穩(wěn)定性好、自動(dòng)化程度高，代替了以前的純手動(dòng)操作，較好地滿足實(shí)際生產(chǎn)的要求，提高了生產(chǎn)效率。

　　2 系統(tǒng)控制原理及要求

　　洗衣機(jī)用水位傳感器的工作原理是將水位高度的變化轉(zhuǎn)換成傳感器內(nèi)部膜片上壓力的變化，從而導(dǎo)致傳感器輸出電感L的變化，將水位傳感器輸出電感與外部電路組成LC振蕩電路，就可將電感的變化轉(zhuǎn)換成振蕩頻率的變化，不同的水位高度通過水位傳感器可以產(chǎn)生不同的振蕩頻率，最后通過檢測振蕩頻率與水位高度的對應(yīng)關(guān)系，就可實(shí)現(xiàn)水位傳感器的質(zhì)量檢測。

圖1 控制系統(tǒng)原理框圖

　　圖1為控制系統(tǒng)原理框圖。測試系統(tǒng)要求能在不同的水位高度時(shí)，準(zhǔn)確測量出由水位傳感器組成的振蕩電路的振蕩頻率，水位高度和振蕩頻率的測量精度要求較高，因此，對測試系統(tǒng)的要求較高。

　　作為主電機(jī)的直流電動(dòng)機(jī)由PLC進(jìn)行控制，電機(jī)實(shí)現(xiàn)PID調(diào)速，電機(jī)的輸出通過減速機(jī)構(gòu)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，最后帶動(dòng)細(xì)鋼管在水箱中上下移動(dòng)來按檢測要求控制管內(nèi)水位高度的準(zhǔn)確變化，通過編碼器實(shí)現(xiàn)水位高度變化的實(shí)時(shí)檢測，頻率的實(shí)時(shí)檢測由PLC的高速計(jì)數(shù)器來完成。控制命令的輸入接PLC的輸入端，PLC的輸出端接執(zhí)行繼電器和工作狀態(tài)指示燈等。

　　系統(tǒng)中采用觸摸屏作為人機(jī)界面，顯示操作畫面，進(jìn)行參數(shù)修改和指令輸入。通過觸摸屏可實(shí)現(xiàn)水位上升、下降高度等參數(shù)的設(shè)定和修改，實(shí)現(xiàn)實(shí)際水位高度變化、輸出振蕩頻率和總產(chǎn)量等的實(shí)時(shí)顯示等，并可對工作進(jìn)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
3 控制系統(tǒng)硬件組成

　　根據(jù)水位傳感器測試系統(tǒng)的工藝特點(diǎn)和控制要求，本系統(tǒng)選用三菱公司的FX1N-24MR基本型PLC，共有24點(diǎn)輸入輸出，其中14個(gè)輸入點(diǎn)，10個(gè)繼電器輸出點(diǎn)，其環(huán)境溫度、抗沖擊、抗噪聲等性能指標(biāo)均能滿足要求。