plc花樣噴泉控制設(shè)計完善

1、 . . . 理工學(xué)院電氣與電子信息工程學(xué)院PLC課程設(shè)計報告 設(shè)計課題：PLC花樣噴泉控制設(shè)計姓 名： 玉堃 專 業(yè)： 電氣工程與其自動化 班 級： 2012級專升本班 學(xué) 號： 7 起止時間：2013年6月3日至2013年6月24日指導(dǎo)教師： 高海洲 完成時間：2013年6月 24日基于PLC控制的花樣噴泉摘 要本文簡要介紹了花式噴泉PLC控制器對現(xiàn)代噴泉的控制和控制要求。詳細(xì)介紹了利用PLC控制噴泉使它產(chǎn)生各式的花樣，并且著重介紹在系統(tǒng)的硬件組成以與軟件的實現(xiàn)，通過PLC控制電磁閥開關(guān)來決定噴水的效果。實際應(yīng)用效果良好?，F(xiàn)代PLC廣泛的應(yīng)用于幾乎所有的行業(yè)中，根據(jù)實際要求利用PLC而不是

2、之前的繼電器控制，完成系統(tǒng)控制。本設(shè)計講述的是如何利用PLC控制噴泉噴水方式，產(chǎn)生各樣的噴水效果，供人們休閑、觀賞。關(guān)鍵詞：PLC；噴泉；控制系統(tǒng)目錄前言1第一章 方案設(shè)計21.1采用PLC控制花樣噴泉的優(yōu)點21.1.1 plc可編程器的特點21.1.2花式噴泉PLC控制的必要性21.2 PLC的選型21.3控制要求與花樣噴泉設(shè)計21.3.1花樣噴泉控制要求21.3.2花樣噴泉示意圖設(shè)計31.4花樣介紹3第二章 系統(tǒng)功能與原理52.1系統(tǒng)整體框圖52.2 I/O分配表52.3 PLC外部接線圖6第三章 程序設(shè)計與調(diào)試73.1編程方法73.2程序流程73.3程序設(shè)計與難點分析83.1.1初始化8

3、3.1.2模式選擇83.1.3花樣183.4 設(shè)計小結(jié)9致 10參考文獻(xiàn)10附錄11116 / 19前言一個高速發(fā)展的社會，各式各樣的需求也正在充斥著整個社會。有些人追求物質(zhì)，有些人追求精神上的享受，不過總而言之，人類這種群體對美的渴望都是一樣的。所以想盡辦法讓美麗在我們生活的周圍，盡管在城市這種鋼筋混凝土、壓力、人口、污染的區(qū)域里。人們還是在利用技術(shù)支持，去制造美的東西。例如公園、大片的綠地、廣場、好看的建筑物。有了這些大的框架，其中的細(xì)節(jié)隨著時代的變遷，也是一步步升級，細(xì)致。雖然讓人有視覺美感的東西越來越多，可是近代以來在這些地方總有一種建筑是不能少的噴泉。噴泉原是一種自然景觀，是承壓水的

4、地面露頭。文藝復(fù)興時期，便有類似噴泉的建筑物出現(xiàn)，尤其是在意大利羅馬城。當(dāng)時的噴泉的技術(shù)并不是現(xiàn)在這樣復(fù)雜，它們只是在利用壓力將水壓出 。但是這種方式水噴出來都不會很高。隨著時代的進(jìn)步，技術(shù)的發(fā)展。使得噴泉的形態(tài)越來越多經(jīng)過多年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)逐步發(fā)展為幾大類：音樂噴泉；程控噴泉；音樂+程控噴泉；激光水幕電影；趣味噴泉等。加上特定的燈光、控制系統(tǒng)，起到凈化空氣，美化環(huán)境的作用?，F(xiàn)代的噴泉所具備的條件是相當(dāng)優(yōu)越的，其中最為關(guān)鍵的便是控制系統(tǒng)PLC.它的主要作用是控制水下電磁閥來讓噴泉在高水壓下噴出各式各樣的形態(tài)，隨后在加上動聽的音樂，便產(chǎn)生了具有震撼力的視覺沖擊。所以利用現(xiàn)代科技來制作噴泉是極好

5、的選擇。 第一章 方案設(shè)計1.1采用PLC控制花樣噴泉的優(yōu)點1.1.1 plc可編程器的特點1）PLC軟接線，只需改變控制程序就可以輕易改變邏輯或增加功能。2）PLC串行工作，不受制約。3）PLC通過半導(dǎo)體來控制，速度很快，無觸點，故而無抖動一說。4）PLC時鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時圍寬，有計數(shù)功能。5）PLC無觸點，壽命長，具有自我診斷功能，對程序執(zhí)行的監(jiān)護(hù)功能，現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)方便。1.1.2花式噴泉PLC控制的必要性伴隨這經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，以與環(huán)境需要對于自動化控制的需求也在不斷的增加，可編程控制器是應(yīng)用時分廣泛的微機(jī)控制裝置，是自動化控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。對于花式噴泉系統(tǒng)操作中可編程

6、控制的使用也是相當(dāng)?shù)膹V泛，因為可編程控制器編程方法簡單易學(xué)，功能強，性能價格比高，硬件配齊全，用戶使用放便，使用性強，可靠性高，抗干擾能力強。系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、 調(diào)試工作量少，維護(hù)工作量少，維護(hù)方便，體積小，能耗低。所以在使用PLC控制花式噴泉是相當(dāng)具有優(yōu)勢的，利用自動化達(dá)到完美的效果，也可最大限度的優(yōu)化資源。1.2 PLC的選型本次花樣噴泉控制系統(tǒng)選用的PLC為三菱公司的FX0N系列，型號為FX0N-40MR。此系列的PLC體積小，重量輕，使用壽命長，編程和維護(hù)方便，故障率低，通過擴(kuò)展模塊的連接，可以增加輸入/輸出的點數(shù)。本次花樣噴泉系統(tǒng)共4個輸入，15個輸出。FX0N-40MR完全可以滿足

7、要求。1.3控制要求與花樣噴泉設(shè)計1.3.1花樣噴泉控制要求圖1.1花樣噴泉示意圖本設(shè)計由三組噴頭組成，分別為A組、B組、C組。本設(shè)計有自動循環(huán)模式和測試模式兩種操作方式。自動循環(huán)中包括五種花樣，測試模式即所有噴頭噴水。按下開始按鈕后進(jìn)行模式選擇。1.3.2花樣噴泉示意圖設(shè)計花樣噴泉如圖1-1所示，0號為A組（即主噴頭），1、2、3、4、5、6為B組，7、8、9、10、11、12、13、14為C組。共十五個噴頭。圖1-1 花樣噴泉示意圖1.4花樣介紹（1） 按下啟動按鈕，噴泉控制裝置開始工作，按下停止按鈕，噴泉控制裝置停止工作。（2） 噴泉的工作方式由花樣選擇開關(guān)和單步、連續(xù)開關(guān)決定。（3）

8、當(dāng)單步、連續(xù)開關(guān)在單步控制時，噴泉只能按照花樣選擇開關(guān)設(shè)置得方式運行一個循環(huán)。（4） 花樣選擇開關(guān)用于選擇噴泉得噴水花樣，現(xiàn)考慮4種噴水花樣。 花樣選擇開關(guān)在位置1時，按下啟動按鈕后，4號噴頭噴水，延遲2s后，3號噴頭噴水，再延遲2s后，2號噴頭噴水，又延遲2s后，1號噴頭噴水。18s后，如果為單步工作方式，則停下來。如果為連續(xù)工作方式，則繼續(xù)循環(huán)下去。 花樣選擇開關(guān)在位置2時，按下啟動按鈕后，1號噴頭噴水，延遲2s后，2號噴頭噴水，再延遲2s后，3號噴頭噴水，又延遲2s后，4號噴頭噴水。30s后，如果為單步工作方式，則停下來。如果為連續(xù)工作方式，則繼續(xù)循環(huán)下去。 花樣選擇開關(guān)在位置3時，按下

9、啟動按鈕后，1號、3號噴頭同時噴水，延遲3s后，2號、4號噴頭同時噴水，1號、3號噴頭停止噴水。如此交替15s后，4組噴頭全噴水，30s后，如果為單步工作方式，則停下來。如果為連續(xù)工作方式，則繼續(xù)循環(huán)下去。 花樣選擇開關(guān)在位置4時，按下啟動按鈕后，按照1-2-3-4的順序，以此間隔2s噴水，然后一起噴水。30s后，按照1-2-3-4的順序，分別延遲2s依次停止噴水。再經(jīng)1s延遲時，按照4-3-2-1的順序，依次間隔2s噴水，然后一起噴水。30s后停止。如果為單步工作方式，則停下來。如果為連續(xù)工作方式，則繼續(xù)循環(huán)下去。第2章 系統(tǒng)功能與原理2.1系統(tǒng)整體框圖本系統(tǒng)有4個開關(guān)輸入按鈕，分別為X0啟

10、動，X1停止，X3選擇自動循環(huán)模式，X4選擇檢測模式,15個輸出，Y0Y16依次控制0號14號噴頭?？驁D如圖2-1所示。圖2-1系統(tǒng)框圖2.2 I/O分配表輸入輸出輸入端子輸入設(shè)備輸出端子輸出設(shè)備輸出端子輸出設(shè)備X0啟動SB1Y00號噴頭KM1Y108號噴頭KM9X1停止SB2Y11號噴頭KM2Y119號噴頭KM10X3自動循環(huán)模式SB3Y22號噴頭KM3Y1210號噴頭KM11X4檢測模式SB4Y33號噴頭KM4Y1311號噴頭KM12Y44號噴頭KM5Y1412號噴頭KM13Y55號噴頭KM6Y1513號噴頭KM14Y66號噴頭KM7Y1614號噴頭KM15Y77號噴頭KM8表1 I/O分

11、配表2.3 PLC外部接線圖原理圖說明：啟動按鈕、停止按鈕和檢測模式選擇按鈕為自復(fù)位按鈕，自動循環(huán)選擇按鈕為自鎖按鈕(為了方便循環(huán)所以選擇自鎖按鈕)。圖2-3 PLC外部接線圖第3章 程序設(shè)計與調(diào)試3.1編程方法本設(shè)計采用步進(jìn)順序功能圖（SFC）的方法編寫其控制梯形圖,從編程結(jié)果可以看出,與應(yīng)用PLC的基本邏輯指令方法相比具有簡單、直觀、邏輯性強,提高編程的效率。與梯形圖相比簡單，出現(xiàn)錯誤時更容易檢查。3.2程序流程花樣噴泉運行流程如圖3-1所示，詳細(xì)梯形圖程序見附錄1。 圖3-1步進(jìn)順序功能圖3.3程序設(shè)計與難點分析3.1.1初始化1）將初始步置為活動步如下。圖3-1-12）初始步S0進(jìn)行初

12、始化，將計數(shù)器，定時器和輸出全部清零一次，如圖3-1-2，否則程序運行由于沒有清零，會出現(xiàn)輸出混亂，和活動步轉(zhuǎn)移出錯。圖3-1-23.1.2模式選擇1）S20模式選擇如圖3-1-3，X3為自動循環(huán)選擇按鈕，X4為檢測模式選擇按鈕，X3接通時也進(jìn)行清零動作是因為一次循環(huán)結(jié)束后需要清零，才能保證下一次循環(huán)正常進(jìn)行，否則會出現(xiàn)輸出混亂，和活動步轉(zhuǎn)移出錯。在調(diào)試過程中曾出現(xiàn)過這個問題。圖3-1-33.1.3花樣1花樣1要求為：主噴水，1s后B組噴水、再過1s后C組噴水，再過1s后全停1s，此流程循環(huán)6次。在程序過MOV指令為y0-y16賦值，實現(xiàn)控制相應(yīng)的噴頭，具體如圖3-1-4。一個流程結(jié)束后計數(shù)器

13、加一，并作輸出清零，否則進(jìn)入下一個流程后輸出全為1。.圖3-1-4注：其他花樣設(shè)計和花樣一方法一樣，故不作一一敘述。3.4 設(shè)計小結(jié)本次PLC課程設(shè)計中，是花樣噴泉設(shè)計為總目標(biāo)，以FX0N-40MR為總控制中心，最終編程實現(xiàn)了五種花樣的循環(huán)控制，并且設(shè)有檢測維護(hù)模式。與在設(shè)計過程中，遇到了許多問題，如設(shè)計初始階段，思緒混亂，經(jīng)過認(rèn)真思考和老師的指導(dǎo)，才使自己思路明確，抓住重點，在軟件設(shè)計方面，遇到了一些實際問題，通過查閱資料和老師，同學(xué)們的幫助下都能一一解決，使自己學(xué)到了許多新的知識。PLC應(yīng)用過程是一個非常嚴(yán)謹(jǐn)，復(fù)雜，科學(xué)，周密和細(xì)致，與技術(shù)性和綜合性都相當(dāng)高的過程，它要求你必須具備相當(dāng)扎實

14、的專業(yè)基礎(chǔ)和理論知識，較強的實踐專業(yè)操作技能。能以細(xì)致和科學(xué)的頭腦去考察、分析和解決問題。同時在設(shè)計中必須要有足夠的耐心，持之以恒的毅力，堅強的意志以與實是，一絲不茍的精神，才能開發(fā)出理想的設(shè)計出來。致 我的課程設(shè)計是在高老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從本設(shè)計的資料收集和方案論證到方案設(shè)計、修改和最后的完成，得到了老師和同學(xué)的指導(dǎo)和幫助，特別是老師的指導(dǎo)工作，才使本設(shè)計順利完成。在此表示衷心感！兩位老師學(xué)識淵博，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，在工作中兢兢業(yè)業(yè)，輔導(dǎo)學(xué)生時循循善誘、極其認(rèn)真耐心，讓我深刻地體會到真正的為人師表的風(fēng)。在本次課程設(shè)計中我不僅鍛煉了自己的動手能加深了對PLC的了解，更重要的是學(xué)習(xí)了應(yīng)該怎樣做事做人。我所取得的進(jìn)步和老師的諄諄教導(dǎo)和悉心指導(dǎo)是分不開的，在這里我真誠地感老師！本次課程設(shè)計中我