噴泉控制系統(tǒng)程序設(shè)計

1、目錄前言11課程設(shè)計的任務(wù)和要求21.1課程設(shè)計的任務(wù)21.2課程設(shè)計的基本要求22總體設(shè)計32.1plc選型32.1.1 plc選型依據(jù)32.1.2 plc類型的選擇53 plc程序設(shè)計63.1設(shè)計思想63.2端子接線圖73.3順序功能圖83.4 plc梯形圖94.程序調(diào)試說明15結(jié)束語16參考文獻17前言可編程序控制器是以微處理器為核心，綜合了微電子及時、自動化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體的通信工業(yè)控制裝置。英文縮寫為pc或者plc。它具有體積小、功能強、程序設(shè)計簡單、靈活通用、維護方便等一系列有點，特別是它的高可靠性和較強的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，使其在機械、能源、化工、交通電力等領(lǐng)域得到了

2、越來越廣泛的應(yīng)。本課程設(shè)計的教學(xué)目標是使學(xué)生掌握機電傳動控制系統(tǒng)的基本原理、plc控制電路的設(shè)計方法以及繼電器接觸器控制電路的plc改造方法。通過本學(xué)期對機電傳動控制基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，初步掌握了設(shè)計和調(diào)試plc控制電路的能力。為了更好的掌握plc控制電路的設(shè)計方法和熟練掌握獨立涉及調(diào)試程序的能力，而進行本學(xué)科的課程設(shè)計任務(wù)。1課程設(shè)計的任務(wù)和要求1.1課程設(shè)計的任務(wù)噴泉控制系統(tǒng)程序設(shè)計（一）1.2課程設(shè)計的基本要求1）噴泉控制要求為“a、d同時噴6秒，并左右擺動a、c同時噴7秒并旋轉(zhuǎn)b、d同時噴10秒并旋轉(zhuǎn)a、c、b同時噴5秒并擺動-2秒后再循環(huán)” 2）每個噴頭工作時，都連帶紅、綠、黃、藍四個彩

3、燈間隔0.1s循環(huán)發(fā)光。3）噴泉可以實現(xiàn)手動、單周期、連續(xù)三種操作方式。4）當選擇連續(xù)時，要求循環(huán)20次后終止循環(huán)，發(fā)出聲光間斷報警，按停止按鈕終止報警。2.設(shè)計要求：1）畫出端子分配圖和順序功能圖2）設(shè)計并調(diào)試plc控制梯形圖 3）設(shè)計說明書2總體設(shè)計2.1plc選型2.1.1 plc選型依據(jù) 1.選用規(guī)模合適的plcplc規(guī)模的大小是用輸入輸出（i/o）點數(shù)來衡量的，也就是選擇合適i/o點數(shù)的plc。因此在選用plc時，首先應(yīng)對與plc相連的全部輸入，輸出裝置進行統(tǒng)計，并區(qū)分輸出的性質(zhì)及所需電壓，電流的大小和種類。確定全部的i/o點數(shù)，再加上10%15%的備用量，用來輸出的擴展。這樣就可以

4、計算出系統(tǒng)需要的總i/o點數(shù)，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。本次噴泉系統(tǒng)設(shè)計共有輸入輸出點41個，全部為開關(guān)量，其中輸入點11個，輸出點30個。 2.確定內(nèi)存容量的大小小 內(nèi)存器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。一般用戶程序區(qū)的內(nèi)存容量與開關(guān)量i/o點數(shù)以及用戶程序的編寫質(zhì)量等有關(guān)。設(shè)計階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。估算時，可用經(jīng)驗公式：總存儲字數(shù)開關(guān)量i/o點數(shù)*（1502

5、00）計算后還可以考慮10%25%的存儲余量。由于科技的飛速發(fā)展plc的內(nèi)存的大小足夠我們設(shè)計的噴泉使用，所以可以不考慮在內(nèi)。 3.控制功能的選擇 簡單plc的運算功能包括邏輯運算、計時和計數(shù)功能；普通plc的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運算功能；較復(fù)雜運算功能有代數(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等；大型plc中還有模擬量的pid運算和其他高級運算功能。 4.機型的選擇 (1)plc的類型 plc按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按cpu字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數(shù)選型。整體型plc的i/o點數(shù)固定，因

6、此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型plc提供多種i/o卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的i/o點數(shù)，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。 (2)輸入輸出模塊的選擇 輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。例如對輸入模塊，應(yīng)考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應(yīng)用要求。對輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時間較長等特點； 5.經(jīng)濟性的考慮 選擇plc時，應(yīng)考慮性能價格比。考慮經(jīng)濟性時，應(yīng)同時考慮應(yīng)用的可擴展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品。輸入輸出點

7、數(shù)對價格有直接影響，所以應(yīng)該選擇合適點數(shù)的plc。2.1.2 plc類型的選擇因為總點數(shù)256，所以選擇siemens公司的s7-200小型機。其主要特點是：指令豐富、內(nèi)置集成功能、模塊擴展功能；具有實時通訊特性；可靠性高適應(yīng)性強、性價比高等特點。西門子 s7-200 是模塊化plc，它是由cpu模塊、擴展弄、模塊和總線連接電纜構(gòu)成。詳細型號為：6es7 216-2bd23-0xb8 cpu226 繼電器輸出,11輸入/30輸出 3 plc程序設(shè)計3.1設(shè)計思想根據(jù)課題要求的噴泉噴水花樣，采用步進控制的方式，無疑是最佳的方案，同時也決定了程序的設(shè)計方向。步進控制設(shè)計，是根據(jù)系統(tǒng)的功能，以每一步

8、為核心，以步與步之間的轉(zhuǎn)換條件為觸發(fā)信號，以各步對應(yīng)的動作功能為驅(qū)動，從首步開始一步一步地設(shè)計梯形圖，直到完成整個程序為止的設(shè)計方法。這種設(shè)計方法是一步一步地進行設(shè)計，所以不容易出錯，還可以提高設(shè)計效率。那么首先就應(yīng)該根據(jù)課題畫出順序功能圖。這樣一來每一步的條件和動作就可以確定了。為了增加程序的易讀性和方便軟件和外部硬件的拓展，我把程序大致分為3部分：第一部分是控制整個程序的順序控制程序段。是用來完成四種噴水花樣的順序變化和單周期、連續(xù)的控制。第二部分是用來控制彩燈循環(huán)閃爍與0.1s間隔的燈光循環(huán)閃爍程序段。彩燈的循環(huán)點亮，以a噴頭的四個彩燈為例。當按下啟動按鈕時，會觸發(fā)一個步，這里就叫它m2

9、.0。當m2.0被出發(fā)后，程序執(zhí)行該步。該步由4個定時器循環(huán)控制，從而達到4個彩燈循環(huán)點亮的目的。第三部分是集中輸出程序段。分別對a、b、c、d四個噴頭和對應(yīng)的彩燈進行集中輸出控制。這種設(shè)計方法不僅調(diào)理清晰，也大大的增加了易讀性和拓展性。只要簡單的改動就可以達成不同噴水方案。3.2端子接線圖圖3.1端子接線圖3.3順序功能圖圖3.2順序功能圖3.4plc梯形圖燈光循環(huán)控制4.程序調(diào)試說明調(diào)試過程中，四個顏色一起亮解決辦法：打開監(jiān)控程序，仔細檢查程序的執(zhí)行過程，同時對照已經(jīng)設(shè)計好的梯形圖，找出問題的所在。最后，經(jīng)過幾次反復(fù)排查，在執(zhí)行每個顏色輸出時，應(yīng)用其他顏色輸出的常閉觸點串聯(lián)。將程序修改后重新運行，觀察各步執(zhí)行情況，均滿足課程設(shè)計的功能要求。結(jié)束語 通過本次課程設(shè)計的學(xué)習(xí)和研究，我發(fā)現(xiàn)自己在plc的順序功能圖的設(shè)計方面還存在不足之處，并以此次的課程設(shè)計為契機，努力打好對機電傳動設(shè)計方面的基礎(chǔ)。與此同時，我更加深刻的體會到將所學(xué)到的知識應(yīng)用到實際設(shè)計之中時的那份喜悅之情。在這次課程設(shè)計過程中，我不僅更加牢固的掌握了plc控制電路的設(shè)計和調(diào)試的方法，還了解到plc的應(yīng)用對生產(chǎn)實踐的意義重大。更好的掌握