課程設(shè)計(jì)花式噴水池VIP

1、淮 海 工 學(xué) 院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書題 目：花式噴水池裝置電氣控制設(shè)計(jì)系（院）： 電子工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 電氣101 姓 名： 周俊勇 學(xué) 號(hào)： 031004135 評(píng)語(yǔ)：成績(jī)：簽名：日期： 2013年6月29日1 引言課程設(shè)計(jì)的主要目的是通過(guò)某一生產(chǎn)設(shè)備的電氣控制裝置的設(shè)計(jì)實(shí)踐，了解一般電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程、設(shè)計(jì)要求、應(yīng)完成的工作內(nèi)容和具體設(shè)計(jì)方法。通過(guò)設(shè)計(jì)也有助于復(fù)習(xí)、鞏固以往所學(xué)的知識(shí)，達(dá)到靈活應(yīng)用的目的。電氣設(shè)計(jì)必須滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝的要求，因此，設(shè)計(jì)之前必須了解設(shè)備的用途、結(jié)構(gòu)、操作要求和工藝過(guò)程，在此過(guò)程中培養(yǎng)從事設(shè)計(jì)工作的整體觀念。花樣噴泉是人工環(huán)境

2、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，美化環(huán)境的作用?；訃娙暮诵氖荘LC，即可編程序控制器，是一種以微處理器為核心、帶有指令存儲(chǔ)器和輸入輸出接口、綜合了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)的新一代工業(yè)控制裝置。它能夠存儲(chǔ)和執(zhí)行指令，進(jìn)行位置控制、邏輯控制、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。它不僅充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，以滿足各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制的需要，同時(shí)又照顧一般電氣操作人員的技術(shù)水平和習(xí)慣，采用梯形圖或狀態(tài)流程圖等編輯方式，使PLC的使用始終保持大眾化的特點(diǎn)。近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，

3、物質(zhì)生活水平的提高促使著人們迫切的追求更高的生活享受，于是大大小小的公園如雨后春筍般出現(xiàn)在新的城市規(guī)劃中，其中必然會(huì)修建一些噴泉供人們休閑、觀賞。這些噴泉按一定的規(guī)律改變噴水式樣，如果再與五顏六色的燈光相配合，在和諧優(yōu)雅的音樂(lè)中，更是令人心曠神怡，流連忘返。其中PLC控制的花樣噴泉更是作為佼佼者，以其簡(jiǎn)單的操作方法和絢爛的視覺(jué)效果飽受人們的稱贊。本文講述的是如何利用PLC控制噴泉噴水方式，從而產(chǎn)生產(chǎn)生各樣的樣式。2 常規(guī)電氣控制21 工藝流程圖2-1為花式噴水池工藝流程圖。電源為控制面板，PLC，電機(jī)，電磁閥供電。通過(guò)控制面板將信號(hào)輸入PLC，PLC處理輸入信號(hào)后，輸出控制信號(hào)，控制電機(jī)和四個(gè)

4、電磁閥的運(yùn)行狀態(tài)，最終達(dá)到花式噴水的目的。電源 電動(dòng)機(jī)電磁閥控制面 板PLC圖2-1 工藝流程圖22 拖動(dòng)要求1噴水管路由2.2KW三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)水泵供給，1-4噴水管分別由4只電磁閥控制。2.控制器電源開(kāi)關(guān)接通后，按下啟動(dòng)按鈕噴水池裝置即開(kāi)始工作，按下停止按鈕，停止噴水。工作方式（即噴水花樣）由“選擇開(kāi)關(guān)”和“扭子開(kāi)關(guān)”來(lái)決定。3.“扭子開(kāi)關(guān)”在“單周”位置時(shí)，噴水池只運(yùn)行一個(gè)完整的單周；而在“循環(huán)”位置時(shí)，噴水池反復(fù)循環(huán)運(yùn)行。4.“選擇開(kāi)關(guān)”用于選擇噴水池的噴水花樣，14號(hào)噴水管的工作方式選擇如下：（1）“選擇開(kāi)關(guān)”在位置“1”按下啟動(dòng)按鈕后，4號(hào)噴水，延時(shí)2S，3號(hào)噴水，延時(shí)2S，2

5、號(hào)噴水，延時(shí)2S，1號(hào)噴水，接著一起噴水15S為一個(gè)循環(huán)。（2）“選擇開(kāi)關(guān)”在位置“2”按下啟動(dòng)按鈕后，1號(hào)噴水，延時(shí)2S，2號(hào)噴水，延時(shí)2S，3號(hào)噴水，延時(shí)2S，4號(hào)噴水，接著一起噴水30S為一個(gè)循環(huán)。（3）“選擇開(kāi)關(guān)”在位置“3”按下啟動(dòng)按鈕后，1、3號(hào)同時(shí)噴水，延時(shí)3S后，2、4號(hào)同時(shí)噴水，1、3號(hào)停止噴水；交替運(yùn)行5次后，再14號(hào)一起噴水30S為一個(gè)循環(huán)。（4）“選擇開(kāi)關(guān)”在位置“4”按下啟動(dòng)按鈕后，噴水池14號(hào)噴水管的工作順序?yàn)?234按順序延時(shí)2S噴水，然后一起噴水30S后，1、2、3、4號(hào)噴水管分別延時(shí)2S停水，在等待1S，由4321反序分別延時(shí)2S噴水，然后在一起噴水30S為一

6、個(gè)循環(huán)。22 設(shè)計(jì)任務(wù)1.繪制主電路，選擇合適的元器件。2.選擇噴水管四種工作方式中的一種工作方式，繪制常規(guī)電氣控制回路。3.根據(jù)控制要求選擇PLC，并安排PLC的I/O 端口。4.繪制PLC接線圖。5.根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)PLC程序。6.上機(jī)調(diào)試程序。7.編寫設(shè)計(jì)、使用說(shuō)明書及設(shè)計(jì)小結(jié)，列出參考資料目錄。24 主電路圖2-2為花式噴水池主電路圖。QF空氣開(kāi)罐器保護(hù)作用，KM1控制三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，KM2、KM3、KM4和KM5分別通過(guò)控制四個(gè)電磁閥的通斷來(lái)控制噴水管噴水。圖2-2 主電路圖25 控制回路花式一的噴水控制回路如下圖。KM1接通時(shí)電機(jī)啟動(dòng)，KM2接通時(shí)，4號(hào)水管噴水。2s后KT1閉

7、合，KM3接通，3號(hào)水管噴水。2號(hào)水管和1號(hào)水管依次延遲2s啟動(dòng)；KM5接通，1、2、3、4管一齊噴水30s。KM6用于判定系統(tǒng)單步/連續(xù)噴水。圖2-3 噴水花式一的控制回路26 設(shè)備選型表1 元器件元器件數(shù)量（個(gè)）空氣開(kāi)關(guān)QF1熱繼電器FR4電動(dòng)機(jī)1控制按鈕SB2選擇開(kāi)關(guān)SA2接觸器KM6時(shí)間繼電器4電磁閥43 PLC控制31 PLC的I/O分配表2 I/O分配表輸入說(shuō)明輸入說(shuō)明I0.0啟動(dòng)按鈕SB1Q0.0外環(huán)狀噴水管噴水I0.1花式一選擇開(kāi)關(guān)SA1Q0.1中環(huán)狀噴水管噴水I0.2花式二選擇開(kāi)關(guān)SA2Q0.2內(nèi)環(huán)狀噴水管噴水I0.3花式三選擇開(kāi)關(guān)SA3Q0.3三點(diǎn)噴水管噴水I0.4花式四選

8、擇開(kāi)關(guān)SA4Q0.4電機(jī)運(yùn)行I0.5單循環(huán)扭子開(kāi)關(guān)SA5I0.6停止按鈕SB232 控制面板布置及PLC接線圖1.圖3-1左圖為花式噴水池平面布置，數(shù)字14分別為外環(huán)狀噴水管、中環(huán)狀噴水管、內(nèi)環(huán)狀噴水管、三點(diǎn)噴水管。右圖為控制面板，其中選擇開(kāi)關(guān)有四個(gè)位置，對(duì)應(yīng)四種噴水花樣；扭子開(kāi)關(guān)扳向左為單周、扳向右為環(huán)。電源指示為紅燈，啟動(dòng)及停止按鈕各一只。 圖3-1 花式噴水池及控制面板平面布置示意圖 2.如圖3-2，本系統(tǒng)采用西門子S7-200系列PLC進(jìn)行控制。從分析可以知道，系統(tǒng)共有開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)7個(gè)，開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)5個(gè)。圖3-2 PLC接線圖33 PLC狀態(tài)流程圖圖3-3為PLC狀態(tài)流程圖。按下開(kāi)始按

9、鈕，程序進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，并按照所選擇的噴水花式開(kāi)始噴水。噴水一次結(jié)束后進(jìn)入單次和連續(xù)狀態(tài)判定。若扭子開(kāi)關(guān)在連續(xù)位置，則回到噴水花式前，重新執(zhí)行噴水命令。若為單次，則噴水結(jié)束。按啟動(dòng)按鈕開(kāi)始選擇花式噴水花式四噴水花式二噴水花式三噴水花式一 是否連續(xù)是否按停止按鈕結(jié)束圖3-3 plc狀態(tài)流程圖34 PLC梯形圖圖3-4 PLC梯形圖35 程序調(diào)試及仿真1.圖3-5中，選擇花式一循環(huán)噴水，內(nèi)環(huán)狀和三點(diǎn)噴水管噴水，兩秒后中環(huán)狀噴水管噴水圖3-5 花式一噴水仿真圖2.圖3-6中，選擇花式二循環(huán)噴水，外環(huán)狀，中環(huán)狀和內(nèi)環(huán)狀噴水管依次噴水，兩秒后三點(diǎn)噴水管噴水。圖3-6 花式二噴水仿真圖3.圖3-7中，選擇花

10、式三循環(huán)噴水，外環(huán)狀和內(nèi)環(huán)狀噴水管同時(shí)噴水，三秒后中環(huán)狀和三點(diǎn)噴水管噴水。圖3-7 花式三噴水仿真圖4.圖3-8中，選擇花式四循環(huán)噴水，四管同時(shí)噴水，30十秒后，依次延時(shí)兩秒停水。 圖3-8 花式四噴水仿真圖5.圖3-9為花式四噴水方式部分程序的監(jiān)控圖，計(jì)數(shù)器T51、T52、T53、T54分別計(jì)時(shí)。四個(gè)噴水管一齊噴水30s后1、2、3和4號(hào)噴水管分別延時(shí)兩秒停水。圖3-9 花式四噴水程序監(jiān)控圖4 操作說(shuō)明1. 旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)SA1，選擇一種噴水花式2. 旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)SA2，選擇噴水方式為單周或者是循環(huán)。3. 按下啟動(dòng)按鈕，開(kāi)始噴水。4. 旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)SA1，噴泉馬上停止當(dāng)前噴水，切換到其他噴水花式。5. 按下停止按鈕，結(jié)束噴水5 設(shè)計(jì)心得本次PLC課程設(shè)計(jì)題目與實(shí)際生活聯(lián)系緊密，使我充分認(rèn)識(shí)到了這門課程的實(shí)際意義和現(xiàn)實(shí)重要性。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)我掌握了電氣控制的原理設(shè)計(jì)的基本方法，并能達(dá)到熟練使用可編程控制器實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的控制要求，尤其是對(duì)步進(jìn)指令的使用。在這次課程設(shè)計(jì)不僅僅是學(xué)會(huì)靈活應(yīng)用PLC這門課程，同時(shí)還將其他學(xué)科的知識(shí)內(nèi)容融會(huì)貫通。6 參考文獻(xiàn)1 方承遠(yuǎn)，張振國(guó). 工廠電氣與PLC控制技術(shù)M