基于PLC的花樣噴泉設計

1、基于PLC的花樣噴泉設計摘要針對傳統(tǒng)的噴泉控制系統(tǒng)一旦設計好控制電路，就不能隨意改變噴水花樣及噴水時間等問題，本設計結合西門子 S7-200 可編程控制器設計能適應不同季節(jié)、不同場合的噴水要求目的的花樣噴泉系統(tǒng)。該花樣噴泉控制系統(tǒng)不但實現了自動轉換花樣噴泉的噴水樣式，而且提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性，具有一定的工程應用和推廣價值。關鍵詞：PLC；花樣噴泉；控制系統(tǒng) The pattern design based on PLC fountainTutor: Guilin LiuProfessional Electrical automation 2008 No. Name：Qianqian Ca

2、oAbstractAccording to the traditional fountain control system design control circuit, if cannot change pattern and spray water, time, etc. This design with Siemens S7-200 PLC design can adapt different season, the different requirements of the water fountain system designs purpose. This figure fount

3、ain control system not only realizes the automatic conversion pattern of the fountain of the water, and improve the system of style, the reliability and safety of engineering application and dissemination value.Key words: PLC control, pattern fountain system 目錄引言噴泉是人工環(huán)境中最富有生命力的噴泉,它具有分隔空間、增加層次、凈化空氣美化

4、環(huán)境的作用?，F代高科技把美妙的音樂、多姿的噴泉造型、五彩繽紛的水下燈光、神奇的激光圖文，通過電腦有機的結合在一起，給人以音樂聲響、視覺形象、色彩變換三位一體的超自然享受。隨著我國人民物質生活水平的不斷提高，對于精神生活的要求也在不斷提高，為進一步改造環(huán)境景觀，建設一個噴泉是很有必要的。隨著科學技術的不斷發(fā)展和生活水平的不斷提高，尤其是噴泉在城市和社區(qū)環(huán)境建設中起著尤其重要的作用。當今噴泉工程和高新技術的結合正是歷史發(fā)展的必然趨勢，由于噴泉工程中采用了大量的高新技術，從而使噴泉效果更加絢麗多彩，婀娜多姿，令人賞心悅目、流連忘返。本次的畢業(yè)設計是一個以S7-200PLC控制為核心的花樣噴泉控制系統(tǒng)

5、的設計。花樣噴泉在PLC的控制之下，噴出各種各樣的水柱，給人以一種視覺上美的享受。第1章 PLC簡介1.1 可編程序控制器簡介可編程序控制器PC（Programmable Controller）又稱可編程序控制器PLC（Programmable Logic Controller），是微機技術與繼電器常規(guī)控制技術相接合的產物，是在順序控制器和微機控制器的基礎上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數字控制的專用計算機。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點來滿足各種工業(yè)領域的實時控制要求，同時也照顧到現場電器操作維護人員的技能和習慣，擯棄了微機常用的計算機編程語言的表達形式，獨具風格地形成一套以

6、繼電器梯形圖為基礎的形象編程語言和模塊化的軟件結構，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學，調試和查錯都很容易。PLC現已成為現代工業(yè)控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，以其可靠性、邏輯功能強、體積小、可在線修改控制程序、具有遠程通信聯網功能、易于與計算機接口、能對模擬量進行控制、具備告訴計數與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能，日益取代由大量中間繼電器、時間繼電器、計數繼電器等組成的傳統(tǒng)繼電接觸控制系統(tǒng)在機械、化工、石油、冶金、電力、輕工、電子、紡織、食品、交通、等行業(yè)得到廣泛應用。PLC的應用深度和廣度已經成為一個國家工業(yè)先進水平的重要標志之一。1.2 PLC的結構PLC和一般的微

7、型計算機基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。PLC的硬件系統(tǒng)由微處理器(CPU)、存儲器(EPROM，ROM)、輸入輸出(I/O)部件、電源部件、編程器、I/O擴展單元和其他外圍設備組成。各部分通過總線(電源總線、控制總線、地址總線、數據總線)連接而成。其結構簡圖如下：外設I/O接口 輸出部件存儲器 EPROM 微處理器 運算器 控制器電源 輸入部件I/O擴展接口 I/O擴展單元 受控元件輸入信號外部設備圖2-1 PLC硬件結構圖PLC的軟件系統(tǒng)是指PLC所使用的各種程序的集合，通?？煞譃橄到y(tǒng)程序和用戶程序兩大部分。系統(tǒng)程序是每一個PLC成品必須包括的部分，由PLC廠家提供，用于

8、控制PLC本身的運行，系統(tǒng)程序固化在EPROM中。用戶程序是由用戶根據控制需要而編寫的程序。硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成了一個完整的PLC系統(tǒng)，他們是相輔相成，缺一不可的。1.3 PLC的特點可編程序控制器是一種以微機處理器為核心的工業(yè)通用自動控制裝置，其實質是一種工業(yè)控制用的專用計算機。國內外現有的機械手系統(tǒng)，它們的控制形式大都采用可編程序控制器控制，特別是在智能化要求程度高容量大的現代化工業(yè)機械手系統(tǒng)中應用更為普遍。其主要原因是因為PLC具有以下優(yōu)點：1）、靈活、通用在繼電器控制系統(tǒng)中，使用的控制器件是大量的繼電器，整個系統(tǒng)是根據設計好的電器控制圖，由人工布線、焊接、固定等手段組裝完成的，其過程

9、費時費力。如果因為工藝上的稍許變化，需要改變電器控制系統(tǒng)的話，那么原先的整個電器控制系統(tǒng)將被全部拆除，而重新進行布線、焊接、固定等工作，浪費了大量的人力、物力和時間。而可編程控制器是通過存儲在存儲器中的程序實現控制功能的，如果控制功能需要改變的話，只需要修改程序以及改動極少量的接線即可。而且，同一臺可編程控制器還可以用于不同的控制對象，只要改變軟件就可以實現不同的控制要求，因此具有很大的靈活性、通用性。2）、可靠性高、抗干擾能力強對于機械手系統(tǒng)來說，可靠性、抗干擾能力是非常重要的指標，如何能在各種工作環(huán)境和條件(如電磁干擾、低溫潮濕、灰塵超高溫等)下，平穩(wěn)可靠的工作，將故障率降至最低，是研制每

10、一種控制系統(tǒng)必須考慮的問題。現代PLC采用了集成度很高的微電子器件，大量的開關動作由無觸點的半導體電路來完成，其可靠性程度是使用機械觸點的繼電器所無法比擬的。為了保證PLC能在惡劣的工業(yè)環(huán)境可靠的工作，在其設計和制造過程中采取了一系列硬件和軟件方面的抗干擾措施，使其可以適應惡劣的工業(yè)應用環(huán)境。3）、操作方便、維修容易PLC采用電氣操作人員熟悉的梯形圖和功能助記符編程，使用戶十分方便的讀懂程序和編寫、修改程序。對于使用者來說，幾乎不需要專門的計算機知識。工程師編好的程序十分清晰直觀，只要寫好操作說明書，操作人員經短期的學習就可以使用。4）、功能強現代PLC不僅具有條件控制、計時、計數和步進等控制

11、功能，而且還能完成A/D、D/A轉換、數字運算和數據處理以及通信聯網和生產過程監(jiān)控等。因此，它既可控制開關量，又可控制模擬量；既可控制一個機械手，又可控制一個機械手群；既可控制簡單系統(tǒng)，又可控制復雜系統(tǒng)；既可現場控制，又可遠程控制。5）、體積小、重量輕和易于實現機電一體化由于PLC采用了半導體集成電路。因此具有體積小、重量輕、功耗低的特點。且PLC是為工業(yè)控制設計的專用計算機，其結構緊湊、堅固耐用、體積小巧，并由于具備很強的可靠性和抗干擾能力，使之易于裝入機械設備內部，因而成為實現機電一體化十分理想的控制設備。同樣，可編程序控制器控制也有其不足的地方，在性價比上要高于繼電器控制和單片機控制，其

12、開發(fā)潛力要差于單片機，并且通用性不好，不同廠家的可編程序控制器以及其附屬單元都是固定專用等等。1.4 PLC的主要功能PLC是一種應用面很廣、發(fā)展非常迅速的工業(yè)自動化裝置，在工廠自動化(FA)和計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)內占重要地位。PLC系統(tǒng)主要有以下功能：1) 多種控制功能；2) 數據采集、存儲與處理功能；3) 通信聯網功能；4) 輸入、輸出接口調理功能；5) 人機界面功能；6) 編程、調試功能。PLC的重量、體積、功耗和硬件價格一直在降低，雖然軟件價格占的比重有所增加，但是各廠商為了競爭也相應地降低了價格。另外，采用PLC還可以大大縮短設計、編程和投產周期，使總價格進一步降低。PLC產品面臨現場總線的發(fā)展，將再次革新，滿足工業(yè)與民用控制的更高需求。1.5 PLC的經濟性分析綜上所述，在各種環(huán)境中，使用PLC控制機構設備，生產流水線和生產過程的自動化控制將越來越廣泛。對PLC的經濟分析，應從以下幾方面考慮：1）、從影響成本的各個因素綜合考慮對目前生產設備控制裝置來說，有三種類型： 繼電器控制； 半導體器件控制； PLC控