現代化生產(chǎn)中自動(dòng)化控制已成了提高生產(chǎn)率的必然要求，對于一條工藝生產(chǎn)線(xiàn)或一套生產(chǎn)裝置來(lái)說(shuō)，有很多個(gè)工藝參數需要控制在合理的范圍之內，如有溫度、壓力、液位、流量等等。各種參數的控制有相似之處，無(wú)論是液位還是流量、溫度、壓力、密度，還是其他類(lèi)型的測量數，都可以輸出標準的控制信號，本文以電伴熱磁翻板液位計組成的液位精確控制微系統來(lái)說(shuō)明。因控制設備與機械、電氣設備的選擇不同，在系統連接處理方面也有細微差別，但萬(wàn)變不離其中，具體情況如下。
1、工藝現狀
10000 m3常壓儲水池一個(gè)，盛水若干；10m3工藝儲水罐一個(gè), 電伴熱磁翻板液位計一套。
2、工藝要求
將10000m3儲水池里的水打壓到400KPa，供到10 m3工藝儲液罐內，通過(guò)電伴熱磁翻板液位計的遠傳信號輸出將液位控制在75%，工藝水使用流量1.5m3/h。
3、設計思路
因工藝要求精確控制儲液罐的液位在75%，不能使用開(kāi)關(guān)量的范圍控制方式，只能選用模擬量的控制方式，讓控制參數呈線(xiàn)性變化，故選用PLC編程，根據出口流量的變化來(lái)控制入口調節閥的開(kāi)度，達到根據工藝生產(chǎn)水使用量的變化及時(shí)補充水，達到液位一直保持在75%。因現場(chǎng)儲水池地理位置低于儲液罐位置，必須用泵將水打壓提升，才能進(jìn)入儲液罐。當現場(chǎng)工藝狀況發(fā)生變化，水使用量可能有時(shí)多，有時(shí)少，甚至使用是為零，為了解決水使用量減少甚至為零時(shí)泵憋壓的問(wèn)題，給介質(zhì)輸送泵配置變頻器調節泵的轉速，達到管道內壓力穩定且不會(huì )造成憋壓降低泵使用壽命甚至造成泵損壞的惡果。變頻器的控制信號來(lái)自遠傳壓力表的模擬量檢測，當管道壓力低于400KPa時(shí)，頻率上升，泵轉速提高。管道壓力高于設定的400KPa時(shí)，變頻器頻率降低，泵轉速降低。當管道出口壓力穩定時(shí)，變頻器的頻率也就穩定了，如果后端的調節閥關(guān)閉，變頻器給管道壓力升高到400KPa時(shí)，頻率降低為零，泵停止轉動(dòng)。
4、系統構成
系統構成工藝主回路構成是10000m3儲水池通過(guò)工藝管道將泵、調節閥與10 m3工藝儲水罐連接起來(lái)。連接順序是10000m3水池──泵──調節閥──10m3儲水罐。
安裝于工藝管線(xiàn)的設備有泵（含電機）與調節閥，泵安裝于10000 m3水池出口，調節閥安裝于10m3工藝儲水罐的前端。
電氣回路設備有電機（裝于泵上）、變頻器與遠傳壓力表，遠傳壓力表在泵的后端取壓，其信號走向為水壓力電信號──變頻器──電機。
儀控回路設備有調節閥、電腦、PLC與液位計。其信號走向為安裝在10m3工藝儲水罐上的液位計，將液位信號轉化電流信號──PLC──調節閥，PLC通過(guò)電腦終端進(jìn)行編程、畫(huà)面制作及運行操作。
5、工作原理
常壓水經(jīng)泵升壓至400KPa，通過(guò)調節閥的開(kāi)度控制流量大小，使10 m3儲水罐的液位控制在75%。
量程為0-1MPa的遠傳壓力表安裝于工藝主管道上，實(shí)時(shí)檢測泵后壓力，將0-10V的直流電壓送給變頻器，作為變頻器的速度輸入控制信號。變頻器根據輸入信號的變化，經(jīng)計算后輸出變化的頻率給泵上的電機，控制泵的轉速，達到將泵與調節閥間工藝管道壓力穩定在400KPa，給調節閥提供壓力穩定的水源，為后續調節作準備。變頻器的端子與電機、遠傳壓力表及控制變頻器啟停的接線(xiàn)是：R、S、T接外部三相電源，U、V、W接連接于泵上的電機，10V、AI1、GND接遠傳壓力表，DI5通過(guò)變頻器的參數設置確定為啟停信號，通過(guò)內部24V電源信號作為控制源，TA與TC作為變頻器的故障輸出端。需設置變頻器參數有（默認值未列出）：9902：PID；9905-9電機銘*參數；1002：DI5啟動(dòng)命令；1003：FORWARD；1102：EXT2；1106：19 PID1 OUT；1601：YES；4010：19 內部給定；4014：ACT1；4016：AI1（接電壓信號）。
安裝于10m3儲水罐的電伴熱磁翻板液位計，實(shí)時(shí)檢測儲水罐的液位，液位計輸出4-20mA電流信號給模擬量輸入PLC模塊331-7KF02-0AB0，PLC通過(guò)電腦終端的STEP 7編寫(xiě)液位采集程序，將液位值通過(guò)WINCC實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。PLC編PID調節程序，將MD20通過(guò)系統功能FC106轉化輸出PQW512，通過(guò)模擬量輸出模塊332-5HF00-0AB0輸出純4-20mA電流信號控制調節閥的開(kāi)度。WINCC畫(huà)面做調節閥的手自動(dòng)轉換手動(dòng)控制調節開(kāi)度與自動(dòng)控制液位界面。PID程序中，液位計的液位顯示值作為PID塊中的控制量，如果實(shí)際液位高于設定值，調節閥開(kāi)度關(guān)小，如果實(shí)際液位低于設定值，調節閥開(kāi)度開(kāi)大，使液位保持在設定值附近。液位采集程序如下： A #TEMP0；AN #TEMP0；=L 21.0；BLD 103；CALL FC105//系統功能；IN：=PIW588；HI_LIM ：=1.000000e+002；LO_LIM ：=0.000000e+000；BIPOLAR：=L21.0；RET_VAL：=MW0；OUT ：=MW2//液位值；**P 0。
PID調節程序如下（未使用參數未列出）：
A MW4.0//手自動(dòng)；= L 20.1；BLD 103；CALL FB41；MAN_ON：=L20.1；SP_INT：=MD8；PV_IN：=MD12；MAN：=MD16；GAIN：=10.0；TI：=T#10s；LMN：=MD20//輸出。
6、結論
運用該方式做的液位自動(dòng)控制，不但能滿(mǎn)足任何苛刻的現場(chǎng)條件，且能滿(mǎn)足現代精細化生產(chǎn)對液位有精確控制的場(chǎng)合，且設備選型合理，成本低，使用壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)，在現代工業(yè)生產(chǎn)液位控制方面有一定的指導性。