PLC控制花樣噴泉

1、本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) PLC控制花樣噴泉院 系 電氣信息工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí) 06級(jí)電氣本1 學(xué) 號(hào) 學(xué) 生 姓 名 申彥山 聯(lián) 系 方 式 指 導(dǎo) 教 師 李耀輝 職稱(chēng) 講師2010年5月獨(dú) 創(chuàng) 性 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是本人在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下取得的研究成果。除了文中特別加以注釋和致謝的地方外，論文（設(shè)計(jì)）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的研究成果。與本研究成果相關(guān)的所有人所做出的任何貢獻(xiàn)均已在論文（設(shè)計(jì)）中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。簽名： 年月日授 權(quán) 聲 明本人完全了解許昌學(xué)院有關(guān)保留、使用本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的規(guī)定，即：有權(quán)保留并向國(guó)家有

2、關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的復(fù)印件和磁盤(pán)，允許畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）被查閱和借閱。本人授權(quán)許昌學(xué)院可以將畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編論文（設(shè)計(jì)）。本人論文（設(shè)計(jì)）中有原創(chuàng)性數(shù)據(jù)需要保密的部分為：無(wú)。 簽名： 年月日指導(dǎo)教師簽名： 年月日摘 要PLC在噴泉控制系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。它可以通過(guò)控制燈光、噴頭等動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)花樣噴泉的自動(dòng)控制。本論文是以西門(mén)子S7-200系列PLC為核心，提出了花樣噴泉的總體設(shè)計(jì)方案，確定了I/O端口的分配與接線，并編程調(diào)試了PLC應(yīng)用程序，最終通過(guò)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真實(shí)現(xiàn)了花樣噴泉的自動(dòng)運(yùn)行。運(yùn)行狀況表明，

3、該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、維護(hù)簡(jiǎn)便、成本較低，能滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。關(guān)鍵詞：PLC；花樣噴泉；控制系統(tǒng) AbstractPLC control system is widely used in the fountain. It can control the lights, sprinklers and other actions to achieve the automatic control of the synchronized fountain. This thesis is based on Siemens S7-200 series PLC, made the overall design sc

4、heme fountain patterns to determine the I / O port of the distribution and wiring, and debugging of the PLC application program, ultimately through the system Dynamic Simulation of a pattern fountain run automatically. Operating conditions show that the system is reliable, easy to maintain, lower co

5、st, and can meet customers needs.Key word: PLC; Fancy Fountain; Control System 目 錄1噴泉介紹11.1常見(jiàn)的幾種花樣噴泉11.2 花樣噴泉的動(dòng)作狀態(tài)32 PLC的研究現(xiàn)狀32.1 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域32.2 PLC的應(yīng)用特點(diǎn)43 噴泉設(shè)計(jì)方案73.1控制要求分析73.2 PLC的選型73.3電機(jī)的選擇84 噴泉PLC控制的總體接線104.1 PLC的 I/O分配簡(jiǎn)介104.1.1開(kāi)關(guān)量輸入模塊的選擇104.1.2開(kāi)關(guān)量輸出模塊的選擇104.1.3模擬量IO模塊的選擇114.2 花樣噴泉的I/O分配情況114.3 花樣

6、噴泉的I/O接線圖114.4 花樣噴泉的流程圖134.5 花樣噴泉的梯形圖145 花樣噴泉的PLC組態(tài)仿真175.1 S7-200 PLC模擬器的使用175.2 花樣噴泉的動(dòng)態(tài)仿真20參考文獻(xiàn)21致 謝221噴泉介紹1.1常見(jiàn)的幾種花樣噴泉隨著時(shí)代的發(fā)展，科技水平的提高，城市的噴泉設(shè)備已經(jīng)十分先進(jìn)，各種音樂(lè)噴泉、程控噴泉、激光噴泉已經(jīng)層出不窮，變化多端。規(guī)?？纱罂尚。涑炭筛呖傻?，噴出的水，大者如珠，細(xì)者如霧，變化萬(wàn)千，引人入勝。噴泉，使靜水變?yōu)閯?dòng)水，使水也有了靈魂，又輔之以各種燈光效果，使水體具有豐富多彩的形態(tài)，可以緩沖、軟化城市中“凝固的建筑物”和硬質(zhì)的地面，以增加城市環(huán)境的生機(jī)，有益與身

7、心健康并能滿(mǎn)足視覺(jué)藝術(shù)的需要。大型城市廣場(chǎng)中的人工動(dòng)態(tài)噴泉，也多來(lái)自自然的種種水態(tài)，如瀑布、水簾、溢流、溪流、壁泉等，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，各種噴泉真是花樣翻新、層出不窮，幾乎達(dá)到了人們隨心所欲創(chuàng)造各種晶瑩剔透、絢麗多姿動(dòng)態(tài)水景的程度。噴泉在當(dāng)今時(shí)代，已經(jīng)形成了一道獨(dú)特的人文景觀。下面是一些我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的噴泉：音樂(lè)噴泉是音樂(lè)和噴泉的結(jié)合，音樂(lè)是噴泉的主題，噴泉是音樂(lè)內(nèi)涵的表達(dá)，如圖1-1圖1-1音樂(lè)噴泉程控噴泉是按照預(yù)先編輯的程序定時(shí)變換噴水造型，如圖1-2。圖1-2程控噴泉跑動(dòng)噴泉是按照時(shí)序控制噴水，構(gòu)成各種跑動(dòng)、跳動(dòng)、波動(dòng)等形態(tài)，變化多端， 如圖1-3圖1-3跑動(dòng)噴泉可是用單片機(jī)通

8、過(guò)可控硅作為功率開(kāi)頭元件實(shí)現(xiàn)花樣噴泉時(shí)存在下面的缺點(diǎn)： 1、需要較多的保護(hù)電路；2、程序的增減不靈活；3、抗干擾能力差； 4、功率因數(shù)低。而采用PLC能有效的解決這些問(wèn)題，同時(shí)PLC具有較強(qiáng)的自診斷功能，能迅速方便檢查出故障，縮短檢修時(shí)間，確?？刂葡到y(tǒng)的可靠性，穩(wěn)定性。1.2 花樣噴泉的動(dòng)作狀態(tài)如圖1-4，當(dāng)通電并閉合開(kāi)頭后，A、B、C三環(huán)的噴泉同時(shí)噴放，A噴口高度最高，B噴口第二，C噴口最低。同時(shí)與A、B、C相對(duì)應(yīng)的閃燈1、2、3隨噴口A、B、C一起閃爍。10秒過(guò)后，C噴口和閃燈3停止動(dòng)作，剩下A、B噴口及相應(yīng)閃燈1、2動(dòng)作。5秒后，只有A噴口和閃燈1口動(dòng)作。3秒后，B噴口和2閃燈和A噴品、

9、1閃燈一起動(dòng)作。5秒后，噴口A、B、C和閃燈1、2、3又開(kāi)始一起動(dòng)作，如此如此偱環(huán)。圖1-4花樣噴泉模型2 PLC的研究現(xiàn)狀2.1 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域目前PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類(lèi):1、開(kāi)關(guān)量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。2、模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、

10、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。3、運(yùn)動(dòng)控制PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，直接開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。4、過(guò)程控制過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC

11、能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專(zhuān)用的PID子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。5、數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系

12、統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。6、通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。 2.2 PLC的應(yīng)用特點(diǎn)1、功能豐富 PLC的功能非常豐富。這主要與它具有豐富的處理信息的指令系統(tǒng)及存儲(chǔ)信息的內(nèi)部器件有關(guān)。它的指令多達(dá)幾十條、幾百條，可進(jìn)行各式各樣的邏輯問(wèn)題的處理，還可進(jìn)行各種類(lèi)型數(shù)據(jù)的運(yùn)算。凡普通計(jì)算機(jī)能做到的，它也都可作到。它的內(nèi)部器件，即內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，種類(lèi)繁多，容量宏大。I/O繼電器，可

13、以用以存儲(chǔ)入、出 點(diǎn)信息的，少的幾十、幾百，多的可達(dá)幾千、幾萬(wàn)，以至10幾萬(wàn)。這意味著它可進(jìn)行這么多I/O點(diǎn)的入出信息變換，進(jìn)行這么大規(guī)模的控制。它的內(nèi)部種種繼電器，相當(dāng)于中間繼電器，數(shù)量更多。內(nèi)存中的一個(gè)位就可作為一個(gè)中間繼電器。它的計(jì)數(shù)器、定時(shí)器也很多，是繼電電路所望塵莫及的。小小的箱體或模塊，其內(nèi)部定時(shí)器、計(jì)數(shù)器可達(dá)成百、成千。這也是因?yàn)橹灰脙?nèi)存中的一個(gè)字，再加一些標(biāo)志位，即可成為定時(shí)器、計(jì)數(shù)器，所以才那么多。而且，這些內(nèi)部器件還可設(shè)置成丟電保持的，或丟電不保持的，即上電后予以清零的。以滿(mǎn)足不同的使用要求。這些也是繼電器件所難以做到的。2、使用方便用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制是非常方便的。

14、這是因?yàn)椋菏紫萈LC控制邏輯的建立是程序,用程序代替硬件接線。編程序變接線，更改程序變更改接線，當(dāng)然要方便得多。其次PLC的硬件是高度集成化的，已集成為種種小型化的模塊。而且，這些模塊是配套的，已實(shí)現(xiàn)了系列化與規(guī)格化。種種控制系統(tǒng)所需的模塊，PLC廠家多有現(xiàn)貨供應(yīng)，市場(chǎng)上即可購(gòu)得。所以，硬件系統(tǒng)配置與建造也非常方便。正因如此，用可編程序控制器才有這個(gè)“可”字。對(duì)軟件講，它的程序可編，也不難編。對(duì)硬件講，它的配置可變，而且也易于變。3、工作可靠用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制是非?？煽康摹＿@是因?yàn)镻LC在硬件與軟件兩個(gè)方面都采取了很多措施，確保它能可靠工作。事實(shí)上，如果PLC工作不可靠，就無(wú)法在工業(yè)環(huán)境

15、下運(yùn)用，也就不成其為PLC了。(1) 在硬件方面：PLC的輸入輸出電路與內(nèi)部CPU是電隔離。其信息靠光耦器件或電磁器件傳遞。而且，CPU板還有抗電磁干擾的屏蔽措施。故可確保PLC程序的運(yùn)行不受外界的電與磁的干擾，能正常地工作。PLC使用的元器件多為無(wú)觸點(diǎn)的，而且是高度集成的，數(shù)量并是不太多，這就為其可靠工作提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。 在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝上，為使PLC能安全可靠地工作，也采取了很多措施，可確保PLC耐振動(dòng)、耐沖擊。使用環(huán)境溫度可高達(dá)攝氏50多度，有的PLC可高達(dá)80-90度。 有的PLC的模塊可熱備，一個(gè)主機(jī)工作，另一個(gè)主機(jī)也運(yùn)轉(zhuǎn)，但不參與控制，僅作備份。一旦工作主機(jī)出現(xiàn)故障，熱備的

16、可自動(dòng)接替其工作。 此外，有的PLC還采用三取一的設(shè)計(jì)，CPU、I/O模塊、電源模塊都冗余或其中的部分冗余。三套同時(shí)工作，最終輸出取決于三者中的多數(shù)決定的結(jié)果。這可使系統(tǒng)出故障的機(jī)率幾乎為零，做到萬(wàn)無(wú)一失。當(dāng)然，這樣的系統(tǒng)成本是很高的，只用于特別重要的場(chǎng)合，如鐵路車(chē)站的道叉控制系統(tǒng)。（2）軟件方面： PLC的工作方式為掃描加中斷，這既可保證它能有序地工作，避免繼電控制系統(tǒng)常出現(xiàn)的冒險(xiǎn)競(jìng)爭(zhēng)，其控制結(jié)果總是確定的；而且又能應(yīng)急處理急于處理的控制，保證了PLC對(duì)應(yīng)急情況的及時(shí)響應(yīng)，使PLC能可靠地工作。為監(jiān)控PLC運(yùn)行程序是否正常，PLC系統(tǒng)都設(shè)置了“看門(mén)狗”（Watchingdog）監(jiān)控程序。運(yùn)行

17、用戶(hù)程序開(kāi)始時(shí)，先清看門(mén)狗定時(shí)器，并開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)用戶(hù)程序一個(gè)循環(huán)運(yùn)行完了，則查看定時(shí)器的計(jì)時(shí)值。若超時(shí)（一般不超過(guò)100ms），則報(bào)警。嚴(yán)重超時(shí)，還可使PLC停止工作。用戶(hù)可依報(bào)警信號(hào)采取相應(yīng)的應(yīng)急措施。定時(shí)器的計(jì)時(shí)值若不超時(shí)，則重復(fù)起始的過(guò)程，PLC將正常工作。顯然，有了這個(gè)“看門(mén)狗”監(jiān)控程序，可保證PLC用戶(hù)程序的正常運(yùn)行，可避免出現(xiàn)“死循環(huán)”而影響其工作的可靠性。PLC還有很多防止及檢測(cè)故障的指令，以產(chǎn)生各種檢測(cè)模塊工作正常與否的提示信號(hào)?？赏ㄟ^(guò)編制相應(yīng)的用戶(hù)程序，對(duì)PLC的工作狀況，以及PLC所控制的系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，以確保其可靠工作。PLC每次上電后，還都要運(yùn)行自檢程序及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化

18、。這是系統(tǒng)程序配置了的，用戶(hù)可不干預(yù)。出現(xiàn)故障時(shí)有相應(yīng)的出錯(cuò)信號(hào)提示。正是因?yàn)镻LC在軟、硬件諸方面有強(qiáng)有力的可靠性措施，才確保了PLC能夠可靠的工作。它的平均無(wú)故障時(shí)間可高達(dá)幾萬(wàn)小時(shí)以上；出了故障時(shí)的平均修復(fù)時(shí)間卻很短，幾小時(shí)以甚至幾分鐘就可以了。曾有人做過(guò)為什么要使用PLC的問(wèn)卷調(diào)查。在回答中，多數(shù)用戶(hù)把PLC工作可靠作為選用它的主要原因，即把PLC能可靠工作，作為它的首選指標(biāo)4、經(jīng)濟(jì)合算 盡管使用PLC首次投資要大些，但從全面及長(zhǎng)遠(yuǎn)看，使用PLC還是經(jīng)濟(jì)的。這是因?yàn)椋?使用PLC的投資雖大，但它的體積小、所占空間小，輔助設(shè)施的投入少；使用時(shí)省電，運(yùn)行費(fèi)少；工作可靠，停工損失少；維修簡(jiǎn)單，

19、維修費(fèi)少；還可再次使用以及能帶來(lái)附加價(jià)值等等，從中可得更大的回報(bào)。所以，在多數(shù)情況下，它的效益是很可觀的。3 噴泉設(shè)計(jì)方案3.1控制要求分析如圖3-1所示，閃燈1、2、3分別對(duì)應(yīng)電機(jī)Ma、Mb、Mc，它們是隨電機(jī)一起動(dòng)作的。即電機(jī)動(dòng)作，則相應(yīng)的閃燈閃爍，電機(jī)停止，則相應(yīng)的閃燈也停止閃爍。當(dāng)接通電源，閉合開(kāi)關(guān)SB0時(shí)，Ma、Mb、Mc同時(shí)動(dòng)作并持續(xù);10S后Mc停止，Ma、Mb動(dòng)作持續(xù);5S后Mb、Mc停止動(dòng)作，Ma動(dòng)作;3S后Ma、Mb動(dòng)作，Mc停止;5S 后Ma、Mb、Mc同時(shí)動(dòng)作10S，依次重復(fù)上述動(dòng)作。只要不按下停止開(kāi)關(guān)SB1，噴泉將如此循環(huán)下去。圖3-1花樣噴泉的模型3.2 PLC的選

20、型S7-200 PLC 具有集成的24V負(fù)載電源，它可以直接連接到傳感器、變送器和執(zhí)行器，CPU221、222具有180mA輸出，CPU224、224XP、CPU226分別輸出280mA或400mA電流，可做負(fù)載電源。該設(shè)計(jì)中系統(tǒng)開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)只有兩個(gè)，開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)有6個(gè)，如果選用CPU221 PLC （6輸入/4輸出），需要擴(kuò)展單元，參照西門(mén)子S7-200產(chǎn)品目錄及市場(chǎng)實(shí)際價(jià)格，選用主機(jī)為CPU222（8輸入/6輸出）。CPU222的主要技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3-1。表3-1 CPU222的主要技術(shù)數(shù)據(jù)特性CPU222外形尺寸/mmmmmm908062程序存儲(chǔ)區(qū)2048字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)1024字掉電保護(hù)時(shí)間

21、/h50本機(jī)I/O8入/6出擴(kuò)展模塊數(shù)量2高速計(jì)數(shù)器，單相，雙相4路30KHz，2路20KHZ脈沖輸出（DC）2路20KHZ模擬電位器1實(shí)時(shí)時(shí)鐘配時(shí)鐘卡通訊口1RS-485浮點(diǎn)運(yùn)算有I/O映像區(qū)256（128入/128出）布爾指令執(zhí)行速度0.37s/指令3.3電機(jī)的選擇 QSP型園林噴泉用潛水電泵是由充水式潛水電機(jī)與離心式水泵同軸聯(lián)接組成。符合JB/T8092-1996標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，產(chǎn)品取得全國(guó)生產(chǎn)許可證。經(jīng)過(guò)三十多年來(lái)不斷的改進(jìn)和完善，其結(jié)構(gòu)合理、外形美觀，十分可靠，適應(yīng)頻繁啟動(dòng)及變頻運(yùn)行要求，且安裝方便，對(duì)水源無(wú)污染符合綠色環(huán)保要求，成為廣大用戶(hù)喜愛(ài)的產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉、工礦排水、水景噴

22、泉、水產(chǎn)養(yǎng)殖，魚(yú)塘增氧、防洪排澇等領(lǐng)域。具有以下特點(diǎn)：泵電一體，結(jié)構(gòu)緊湊；無(wú)需引水、使用簡(jiǎn)便；雙端密封、電器保護(hù)；設(shè)計(jì)合理、性能優(yōu)良。 它的使用條件：電泵出水口流量不得大于額定值（在規(guī)定揚(yáng)程范圍內(nèi)使用）；潛水深度不超過(guò)5米；水溫不超過(guò)+40；PH值在5-9之間。它的系列產(chǎn)品的主要技術(shù)參數(shù)如表3-2。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中主要用到的是小揚(yáng)程噴泉泵，表中只給出了一些中低揚(yáng)程的技術(shù)參數(shù)。表3-2 QSP系列中低揚(yáng)程產(chǎn)品的主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)型號(hào)額定流量(m3/h)額定揚(yáng)程(m)額定功率(kW)額定轉(zhuǎn)速(r/min)額定電流(A)額定電壓(V)配管內(nèi)徑(mm)1QSP100-45-2.21004.52.228605

23、.73801502QSP65-7-2.26572.228605.73801003QSP160-4-31604328607.543801504QSP100-6-31006328607.543801505QSP144-5-31445328608.53801526QSP250-5-5.525055.5286013.23801527QSP200-9-7.520097.5286016.83802008QSP500-3.5-7.55003.57.5286016.83802509QSP400-4.5-7.54004.57.5286016.8380250注：1、表內(nèi)所列為代表性的規(guī)格，未列入本表的詳見(jiàn)銘牌技術(shù)

24、參數(shù)。 2、外裝式電動(dòng)機(jī)保護(hù)開(kāi)關(guān)由用戶(hù)自行配制。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求，MA電機(jī)揚(yáng)程要求最高，MB次之。MC最低，所以可以選用QSP144-5-3 做為MA電機(jī)，揚(yáng)程為5米; 相相應(yīng)的QSP160-4-3做為MB電機(jī)，揚(yáng)程為4.5米; QSP500-3.5-7.5做為MC電機(jī)。揚(yáng)程為3.5米。圖3-2為QSP型園林噴泉用潛水電泵的圖樣。圖3-2 QSP型園林噴泉用潛水電4 噴泉PLC控制的總體接線4.1 PLC的 I/O分配簡(jiǎn)介4.1.1開(kāi)關(guān)量輸入模塊的選擇開(kāi)關(guān)量輸入模塊的輸入信號(hào)的電壓等級(jí)有：直流5V、12V、24V、48V、60V等；交流110V、220V等。選擇時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備與輸

25、入模塊之間的距離來(lái)考慮。一般5V、12V、24V用于傳輸距離較近場(chǎng)合，如5V輸入模塊最遠(yuǎn)不得超過(guò)10米。距離較遠(yuǎn)的應(yīng)選用輸入電壓等級(jí)較高的模塊。開(kāi)關(guān)量輸入模塊的選擇時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1、輸入接線方式開(kāi)關(guān)量輸入模塊主要有匯點(diǎn)式和分組式兩種接線方式：匯點(diǎn)式的開(kāi)關(guān)量輸入模塊所有輸入點(diǎn)共用一個(gè)公共端（COM）；而分組式的開(kāi)關(guān)量輸入模塊是將輸入點(diǎn)分成若干組，每一組（幾個(gè)輸入點(diǎn)）有一個(gè)公共端，各組之間是分隔的。分組式的開(kāi)關(guān)量輸入模塊價(jià)格較匯點(diǎn)式的高，如果輸入信號(hào)之間不需要分隔，一般選用匯點(diǎn)式的。 2、注意同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)量對(duì)于選用高密度的輸入模塊(如32點(diǎn)、48點(diǎn)等)，應(yīng)考慮該模塊同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)一般不要

26、超過(guò)輸入點(diǎn)數(shù)的60。3、輸入門(mén)檻電平 為了提高系統(tǒng)的可靠性，必須考慮輸入門(mén)檻電平的大小。門(mén)檻電平越高，抗干擾能力越強(qiáng)，傳輸距離也越遠(yuǎn)4.1.2開(kāi)關(guān)量輸出模塊的選擇開(kāi)關(guān)量輸出模塊是將PLC內(nèi)部低電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)外部輸出設(shè)備的開(kāi)關(guān)信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)PLC內(nèi)外信號(hào)的電氣隔離。選擇時(shí)主要應(yīng)考慮以下0幾個(gè)方面：1、輸出方式開(kāi)關(guān)量輸出模塊有繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出三種方式。繼電器輸出的價(jià)格便宜，既可以用于驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載，又可用于直流負(fù)載，而且適用的電壓大小范圍較寬、導(dǎo)通壓降小，同時(shí)承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)，但其屬于有觸點(diǎn)元件，動(dòng)作速度較慢（驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)，觸點(diǎn)動(dòng)作頻率不得超過(guò)1HZ）、壽命較短

27、、可靠性較差，只能適用于不頻繁通斷的場(chǎng)合。對(duì)于頻繁通斷的負(fù)載，應(yīng)該選用晶閘管輸出或晶體管輸出，它們屬于無(wú)觸點(diǎn)元件。但晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載，而晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。 2、注意同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)量選擇開(kāi)關(guān)量輸出模塊時(shí)，還應(yīng)考慮能同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)量。同時(shí)接通輸出設(shè)備的累計(jì)電流值必須小于公共端所允許通過(guò)的電流值，如一個(gè)220V2A的8點(diǎn)輸出模塊，每個(gè)輸出點(diǎn)可承受2A的電流，但輸出公共端允許通過(guò)的電流并不是16A(82A)，通常要比此值小得多。一般來(lái)講，同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不要超出同一公共端輸出點(diǎn)數(shù)的60。3、輸出的最大電流與負(fù)載類(lèi)型、環(huán)境溫度等因素有關(guān)開(kāi)關(guān)量輸出模塊的技術(shù)指標(biāo)，它與不同的負(fù)載類(lèi)

28、型密切相關(guān)，特別是輸出的最大電流。另外，晶閘管的最大輸出電流隨環(huán)境溫度升高會(huì)降低，在實(shí)際使用中也應(yīng)注意。4.1.3模擬量IO模塊的選擇模擬量I/O模塊的主要功能是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并與PLC內(nèi)部總線相連，同時(shí)為了安全也有電氣隔離功能。模擬量輸入（A/D）模塊是將現(xiàn)場(chǎng)由傳感器檢測(cè)而產(chǎn)生的連續(xù)的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部可接受的數(shù)字量；模擬量輸出(D/A)模塊是將PLC內(nèi)部的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量信號(hào)輸出。典型模擬量I/O模塊的量程為-10V+10V、0+10V、420mA等，可根據(jù)實(shí)際需要選用，同時(shí)還應(yīng)考慮其分辨率和轉(zhuǎn)換精度等因素。 4.2 花樣噴泉的I/O分配情況 輸入信號(hào)啟動(dòng)按鈕SB0 I0.0 停止按

29、鍵 SB1 I0.1輸出信號(hào) 1號(hào)閃燈 Q0.02號(hào)閃燈 Q0.1 3號(hào)閃燈 Q0.2 A噴頭噴水開(kāi)關(guān)接觸器 Q0.3B噴頭噴水開(kāi)關(guān)接觸器 Q0.4C噴頭噴水開(kāi)關(guān)接觸器 Q0.54.3 花樣噴泉的I/O接線圖PLC的輸入按鈕只有一個(gè)SB0，用來(lái)控制系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止。由于西門(mén)子PLC內(nèi)部不為其輸入點(diǎn)提供電源，需用戶(hù)自行提供，因而設(shè)計(jì)中采用PLC自身輸出的+24V的電源（M和L+兩端）為上述按鈕供電。PLC的輸出帶負(fù)載的能力較低，如果直接帶動(dòng)直流電磁閥或閃燈，容易導(dǎo)致輸出觸點(diǎn)燒壞，因些采用中間繼電器（KA0KA5）作為驅(qū)動(dòng)元件，間接的控制潛水泵用閃燈的開(kāi)戶(hù)和閉合。各個(gè)輸出支路的中間繼電器均并聯(lián)一個(gè)

30、續(xù)流二極管，為感性負(fù)載斷開(kāi)瞬間的高壓提供了放電回路，熔斷器則起到短路保護(hù)作用。PLC的控制接線圖如圖4-1圖4-1 花樣噴泉的I/O接線圖4.4 花樣噴泉的流程圖 圖4-2 花樣噴泉的流程圖如圖4-2所示，當(dāng)開(kāi)頭閉合時(shí)，觸發(fā)中間繼電器M0.1和時(shí)間繼電器T38（A、B、C三環(huán)的噴泉同時(shí)噴放，A噴口高度最高，B噴口第二，C噴口最低。同時(shí)與A、B、C相對(duì)應(yīng)的閃燈1、2、3隨噴口A、B、C一起閃爍10S）。10秒過(guò)后，觸發(fā)中間繼電器M0.2和時(shí)間繼電器T39（C噴口和閃燈3停止動(dòng)作，剩下A、B噴口及相應(yīng)閃燈1、2動(dòng)作5S）。5秒后，觸發(fā)中間繼電器M0.3和時(shí)間繼電器T40（只有A噴口和閃燈1口動(dòng)作3

31、S）。3秒后，觸發(fā)中間繼電器M0.4和時(shí)間繼電器T41（B噴口和2閃燈和A噴品、1閃燈一起動(dòng)作5S）。5秒后，回到中間繼電器M0.1時(shí)的運(yùn)作狀態(tài)（噴口A、B、C和閃燈1、2、3又開(kāi)始一起動(dòng)作）。如此依次偱環(huán)。4.5 花樣噴泉的梯形圖 當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，復(fù)位中間繼電器M0.1到M0.4。為下次循環(huán)做好準(zhǔn)備并接通中間電器M1.0為本次動(dòng)作做好準(zhǔn)備。 接通并自鎖了中間繼電器M0.1。并觸發(fā)了時(shí)間繼電器T38。M0.1可以使輸出點(diǎn)Q0.0到Q0.5全亮。這樣可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)Ma、Mb、Mc和相對(duì)應(yīng)的閃燈1、2、3同時(shí)動(dòng)作10秒鐘。當(dāng)時(shí)間繼電器T38置位時(shí)，接通并自鎖了中間繼電器M0.2，同時(shí)觸發(fā)了時(shí)間繼電器T

32、39。M0.2可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)Ma、Mb和相對(duì)應(yīng)的閃燈1、2同時(shí)動(dòng)作5秒鐘。 當(dāng)時(shí)間繼電器T39置位時(shí)，接通并自鎖了中間繼電器M0.3，同時(shí)觸發(fā)了時(shí)間繼電器T40。M0.3可以實(shí)現(xiàn)只有電機(jī)Ma和其相對(duì)應(yīng)的閃燈1一起動(dòng)作3秒種的動(dòng)作要求。 當(dāng)時(shí)間繼電器T40置位時(shí)，接通并自鎖了中間繼電器M0.4，同時(shí)觸發(fā)了時(shí)間繼電器T41。M0.4可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)上一程序的3秒結(jié)束后，電機(jī)Ma、Mb和相對(duì)應(yīng)的閃燈同時(shí)動(dòng)作5秒種的動(dòng)作要求。 中間繼電器M11.1控制Q0.1（閃燈1）、Q0.2（閃燈2）、Q0.3（閃燈3）、Q0.4（電機(jī)MA）、Q0.5（電機(jī)MB）、Q0.6（電機(jī)MC） 中間繼電器M11.2和M11.4都

33、是控制著Q0.1、Q0.2、Q0.4、Q0.5。 中間繼電器M11.3控制著Q0.1、Q0.4。5 花樣噴泉的PLC組態(tài)仿真5.1 S7-200 PLC模擬器的使用西門(mén)子S7200的仿真軟件Simulation1.2版是從西班牙原版1.2直接漢化過(guò)來(lái)的，支持TD200仿真界面和增減計(jì)數(shù)器等多種指令。Simulation1.1版則在漢化版中打開(kāi)TD200仿真界面后出現(xiàn)非法操作的問(wèn)題。在Simulation1.2版中仿真，必須根據(jù)編程軟件Step 7 MicroWin的版本按照上述步驟操作。在Simulation1.1版中仿真，則兩種方法均可西門(mén)子S7200的仿真軟件使用教程：一：1.在Step7

34、Micro WinV3.2中新建一個(gè)項(xiàng)目。2.輸入程序，編譯正確后轉(zhuǎn)換成STL編程語(yǔ)言界面（檢視（V）STL(S)）。3.打開(kāi)仿真軟件，點(diǎn)“配置”-“CPU型號(hào)”(或在已有的CPU圖案上雙擊)。：4.在彈出的對(duì)話(huà)框中選擇CPU型號(hào)，要與你項(xiàng)目中的型號(hào)相同。如圖5-1圖5-1 CPU選型5.點(diǎn)擊“程序”-“載入程序”(或工具條中的第4個(gè)按鈕)。如圖5-2所示：圖5-2 載入程序6.點(diǎn)擊“查看（E）”“內(nèi)存監(jiān)視（M）”(或工具條中的第12個(gè)按鈕)輸入想要監(jiān)視的地址。7.點(diǎn)擊“PLC”-“運(yùn)行”(或工具欄上的綠色三角按鈕)，程序已經(jīng)開(kāi)始模擬運(yùn)行。如圖5-3所示：圖5-3 PLC的運(yùn)行二：1.在Step7Micro WinV3.2中新建一個(gè)項(xiàng)目。2.輸入程序，編譯正確后在文件菜單中導(dǎo)出為AWL文件。3.打開(kāi)仿真軟件，點(diǎn)“配置”-“CPU型號(hào)”(或在已有的CPU圖案上雙擊)。4.在彈出的對(duì)話(huà)框中選擇CPU型號(hào)，要與你項(xiàng)目中的型號(hào)相同。5.點(diǎn)擊“程序”-“載入程序”(或工具條中的第2個(gè)按鈕)。6.會(huì)有個(gè)對(duì)話(huà)框，只選擇“邏輯塊（L）”并選擇Step7Micro WinV3.2的版本，點(diǎn)擊“確定”。如圖5-4所示：圖5-4 邏輯塊