自动水位控制程序的编写需遵循 “信号采集→逻辑判断→指令输出→故障保护” 的闭环逻辑，结合 Modbus 通讯与液位调节规则，实现水泵的精准控制。以下是分层级的编写思路，从核心框架到细节实现，兼顾 “启停控制” 和 “PID 变频控制” 两种场景。
一、程序整体框架（模块化设计）
为提高程序可读性和维护性，采用模块化拆分，将不同功能分配到不同组织块（OB）和功能块（FB/FC），核心框架如下：
| 组织块 / 功能块 | 作用 | 核心内容 |
|---|---|---|
| OB1（主循环） | 总入口 | 调用各功能块，执行核心逻辑（100ms 周期） |
| FC100（AI 采集与标度转换） | 信号预处理 | 读取液位传感器模拟量，转换为实际水位值 |
| FC101（控制逻辑判断） | 核心决策 | 启停控制 / PID 调节，输出水泵运行指令和频率 |
| FC102（Modbus 通讯） | 指令下发 / 状态读取 | 调用 MB_CLIENT，向 ACS510 写控制字 / 频率，读故障状态 |
| FC103（故障检测与保护） | 安全保障 | 传感器故障、变频器故障检测，触发停机 / 报警 |
| OB82（诊断中断） | 硬件故障处理 | AI 模块故障、通讯模块故障的紧急停机 |
二、核心步骤拆解（从基础到进阶）
步骤 1：信号采集与预处理（FC100）
核心目标：将传感器的 4-20mA 模拟量信号，转换为直观的 “实际水位值”，并做滤波处理避免干扰。
编写思路：
伪代码示例：
plaintext
// 1. 读取 AI 原始值 AI_Raw := "SM1231 AI".AI0; // 2. 标度转换 IF AI_Raw < 5530 THEN // 传感器断线 Water_Level := 0.0; Sensor_Fault := TRUE; ELSIF AI_Raw > 27648 THEN // 传感器短路 Water_Level := 5.0; Sensor_Fault := TRUE; ELSE Water_Level := (AI_Raw - 5530) / 22118.0 * 5.0; Sensor_Fault := FALSE; END_IF; // 3. 滑动滤波（保留最近5次值） Filter_Buffer[4] := Filter_Buffer[3]; Filter_Buffer[3] := Filter_Buffer[2]; Filter_Buffer[2] := Filter_Buffer[1]; Filter_Buffer[1] := Filter_Buffer[0]; Filter_Buffer[0] := Water_Level; Water_Level_Filtered := (Filter_Buffer[0]+Filter_Buffer[1]+Filter_Buffer[2]+Filter_Buffer[3]+Filter_Buffer[4])/5.0;
步骤 2：控制逻辑判断（FC101）
分 “基础启停控制” 和 “进阶 PID 变频控制” 两种逻辑，可通过手动 / 自动切换按钮选择模式。
子步骤 2.1：基础启停控制（适合小量程、低精度场景）
核心逻辑：基于高低水位阈值，输出 “水泵启停指令” 和 “固定频率”。编写思路：
子步骤 2.2：进阶 PID 变频控制（适合大范围、高精度场景）
核心逻辑：以 “目标水位” 为给定值，“滤波后水位” 为反馈值，通过 PID 调节输出水泵频率，精准稳定水位。编写思路：
步骤 3：Modbus 通讯指令输出（FC102）
核心目标：将 “水泵运行指令” 和 “频率给定值” 通过 Modbus RTU 写入 ACS510，同时读取变频器状态 / 故障，形成闭环。编写思路：
伪代码示例（写操作）：
plaintext
// 边沿触发写指令 Pump_Run_Edge := R_TRIG(Pump_Run); // 上升沿检测 // 调用 MB_CLIENT 写指令 MB_CLIENT_REQ := Pump_Run_Edge; MB_CLIENT_ADDR := 1; MB_CLIENT_MODE := 1; MB_CLIENT_DATA_ADDR := 40001; MB_CLIENT_DATA_LEN := 2; MB_CLIENT_DATA_PTR := &VW200; MB_CLIENT_PORT := 1; // 赋值控制字和频率 IF Pump_Run THEN VW200 := 1; // 运行控制字 VW202 := Pump_Freq_Set; ELSE VW200 := 0; // 停止控制字 VW202 := 0; END_IF; // 通讯故障判断 IF MB_CLIENT_ERROR THEN Comm_Fault := TRUE; Pump_Run := 0; // 通讯故障时停机 END_IF;
步骤 4：故障检测与保护（FC103）
核心目标：识别传感器、变频器、通讯故障，触发停机和报警，保障系统安全。编写思路：
伪代码示例：
plaintext
// 故障汇总 Total_Fault := Sensor_Fault OR Drive_Fault OR Comm_Fault; // 故障停机 IF Total_Fault THEN Pump_Run := 0; Fault_Alarm := 1; // 记录故障时间（读取系统时钟） Fault_Time := GET_LOCAL_TIME(); ELSE // 故障消除后延时复位报警 Fault_Alarm_Delay := TON(Fault_Alarm_Delay, 5000); // 5s 延时 IF Fault_Alarm_Delay.Q THEN Fault_Alarm := 0; END_IF; END_IF;
