四通道供水场景
本教程将带你用 PLC在线模拟器 与 3D场景模拟器-iScene 搭建一个四通道供水系统:四个水箱由四台水泵供水,水位到达低位时自动启动水泵补水,到达高位时停止,并支持手动/自动模式切换。
场景目标
┌─────────────────────────────────────────────┐
│ 供水车间 │
│ ┌──────┐ ┌──────┐ ┌──────┐ ┌──────┐ │
│ │水箱1 │ │水箱2 │ │水箱3 │ │水箱4 │ │
│ └──┬───┘ └──┬───┘ └──┬───┘ └──┬───┘ │
│ │ │ │ │ │
│ ┌──┴───┐ ┌──┴───┐ ┌──┴───┐ ┌──┴───┐ │
│ │水泵1 │ │水泵2 │ │水泵3 │ │水泵4 │ │
│ └──────┘ └──────┘ └──────┘ └──────┘ │
│ 控制面板(自动/手动) │
└─────────────────────────────────────────────┘控制要求:
- 每个水箱独立控制:液位低于低位开关时启动对应水泵,高于高位开关时停止;
- 支持自动 / 手动模式切换:自动模式下由水位自动启停水泵,手动模式下由面板按钮直接控制;
- 面板指示灯实时显示每台水泵的运行状态。
涉及的知识点
- iScene 流体组件:水箱(Tank)、水泵(Pump)、管道(Pipe)、控制面板(ControlPanel);
- 梯形图指令:常开触点、置位/复位线圈、比较触点;
- 变量绑定与双向同步(详见 PLC 变量绑定与通信)。
第一步:搭建 iScene 场景
- 打开 iScene,进入场景设置面板 → 🔧 流体组件,添加 4 个水箱,调整尺寸与位置摆成一行;
- 每个水箱下方添加 1 台水泵,用管道把水泵出水口与水箱进水口连接起来;
- 添加 1 个控制面板,配置以下元素:
| 元素 | 数量 | 绑定变量 |
|---|---|---|
| 按钮(latch 自锁型) | 4 | 手动启动按钮,分别绑定 面板1.手动1 ~ 面板1.手动4 |
| 按钮(reset 复位型) | 1 | 面板1.自动_手动(按下=手动模式) |
| 指示灯 | 4 | 分别绑定 Q0.0 ~ Q0.3(水泵运行指示) |
组件变量与 PLC 变量绑定
每个水箱与水泵的联动变量如下(以 1 号通道为例):
| 组件 | 组件变量 | 权限 | 绑定 PLC 变量 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 水箱1 | 低位开关 | 只读 | M0.0 | 液位低于低位开关时 = 1 |
| 水箱1 | 高位开关 | 只读 | M0.1 | 液位高于高位开关时 = 1 |
| 水泵1 | 启停 | 读写 | Q0.0 | PLC 写 1 启动水泵 |
| 水泵1 | 运行反馈 | 只读 | M1.0 | 水泵实际运行状态(iScene 模拟) |
| 面板 | 指示灯1 | 只读 | Q0.0 | 与水泵启停同源 |
其余通道依次类推(水箱2 → M0.2/M0.3,水泵2 → Q0.1/M1.1,……)。
第二步:编写 PLC 程序
在 PLC在线模拟器 中新建工程,先创建变量:
| 变量名 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
M0.0 ~ M0.7 | Bool | 各水箱低/高位开关(场景 → PLC) |
Q0.0 ~ Q0.3 | Bool | 各水泵启动输出(PLC → 场景) |
M1.0 ~ M1.3 | Bool | 各水泵运行反馈(场景 → PLC) |
M2.0 | Bool | 自动/手动标志(0=自动,1=手动) |
M3.0 ~ M3.3 | Bool | 面板手动启动按钮(场景 → PLC) |
逻辑设计(以 1 号通道为例)
水泵启动条件满足其一即可:
- 自动模式(
M2.0= 0)且水箱低位开关导通; - 手动模式(
M2.0= 1)且手动按钮按下。
水泵停止条件:水箱高位开关导通(水位已满,自动停止)。
梯形图网络(1 号通道):
网络1:启动逻辑
M2.0 M0.0 M0.1 Q0.0
--|/|------------| |----------+--------|/|------------( S )--
(自动模式) (低水位) | (高水位:达到后停止置位)
|
M2.0 M3.0 |
--| |------------| |----------+
(手动模式) (手动按钮)
网络2:停止逻辑
M0.1
--| |-------------------------------( R )-- Q0.0
(高水位)
网络3:面板指示灯(直连)
Q0.0
--| |--------------------------------( )-- Q0.0(已由网络1/2驱动,指示灯绑定同变量)实际编辑时,
Q0.0的置位与复位线圈分属两个网络;指示灯直接绑定Q0.0即可与水泵同步。
其余三个通道照此复制,依次换成 Q0.1Q0.3、M0.2M0.7、M1.1M1.3、M3.1M3.3。
面板切换提示
为方便观察,可再加一个网络:用 M0.0(水箱1 低位)驱动 SM0.5(1 秒时钟)配合实现"低水位时指示灯闪烁"的效果,进一步理解系统变量用法。
第三步:运行与验证
- 在 PLC在线模拟器 中启动仿真;
- 观察 iScene:水箱液位默认满水(高水位),水泵处于停止状态;
- 在场景中把水箱液位调到低位(或在面板输入框中修改液位),低位开关变为 1,PLC 启动对应水泵,水箱开始注水;
- 液位升到高位后,高位开关变为 1,水泵自动停止;
- 按下面板自动/手动按钮切换到手动模式,用 4 个手动按钮直接启停水泵。
验证要点:
- 每个通道的水泵是否独立启停,互不影响;
- 自动模式下,低水位→启动、高水位→停止的边界是否准确;
- 手动模式下,自动逻辑是否被屏蔽。
扩展练习
- 给每个通道增加一个流量计,在面板上显示瞬时流量;
- 用电动阀替代部分水泵,练习两位式(bool)与比例式(analog)两种控制方式;
- 增加压力计,观察多泵同时运行时管道压力的变化;
- 在 PLC 侧用 TON 定时器给水泵增加 2 秒启动延时,防止频繁启停。