PLC控制花樣噴泉

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上PLC控制花樣噴泉摘要：花樣噴水池是近年來出現(xiàn)的一種園林建筑與花式觀賞相結(jié)合的一種產(chǎn)物。隨著可編程控制器在我國的迅速發(fā)展，對花式噴泉的控制要求也越來越高，使得越來越多的控制部分需要可編程控制器來實現(xiàn)。本文以4環(huán)花樣噴泉為研究對象，采用了三菱FX1N系列可編程序控制器作為噴泉的控制器。使用PLC控制花式噴泉，具有使用方便，運行可靠，控制程序設(shè)計簡單等優(yōu)點。對花式噴水池的控制系統(tǒng)的總體功能進行了分析，闡述了可編程控制器的組成和工作原理。并提出了噴水池硬件的各組成模塊及詳細的硬件模塊設(shè)計方案。本設(shè)計改善了噴泉系統(tǒng)的控制品質(zhì)，并達到了實時控制的要求。關(guān)鍵詞： 花樣噴泉 可編程

2、控制器 三菱 硬件專心-專注-專業(yè)The PLC Control Pattern FountainAbstract: Fancy fountain is a product of a kind of landscape architecture in recent years and combining the fancy watch. With the programmable controller in China's rapid development, fancy fountain control requirements are also getting higher and

3、 higher, making more and more control of the programmable controller is required to achieve. Based on the 4 ring pattern fountain as the research object, using the Mitsubishi FX1N series programmable controller as the fountain of the controller. The use of PLC control fancy fountain, is easy to use,

4、 reliable operation, the control program design and simple. The overall function of fancy fountain control system are analyzed, this paper describes the composition and working principle of the programmable controller. And the various modules fountain of hardware and the detailed design of hardware

5、modules. The design of the fountain system to improve quality control, and meet the requirements of real-time control.Keywords: programmable controller Mitsubishi hardware synchronized fountain目 錄 PLC控制花樣噴泉1.緒 論1.1研究背景和意義1.1.1背景分析噴泉是一種將水或其他液體經(jīng)過一定壓力通過噴頭噴灑出來具有特定形狀的組合體，提供水壓的一般為水泵。噴泉景觀概括來說可以分為兩大類：一是因地制宜

6、，根據(jù)現(xiàn)場地形結(jié)構(gòu)，仿照天然水景制作而成，如：壁泉、涌泉、霧泉、管流、溪流、瀑布、水簾、跌水、水濤、漩渦等。二是完全依靠噴泉設(shè)備人工造景。這類水景近年來在建筑領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，發(fā)展速度很快，種類繁多，有音樂噴泉、程控噴泉、擺動噴泉、跑動噴泉、光亮噴泉、游樂噴泉、超高噴泉、激光水幕電影等。噴泉原是一種自然景觀，是承壓水的地面露頭。中的噴泉，一般是為了造景的需要，人工建造的具有裝飾性的噴水裝置。噴泉可以濕潤周圍空氣，減少塵埃，降低氣溫。噴泉的細小水珠同空氣分子撞擊，能產(chǎn)生大量的。因此，噴泉有益于改善城市面貌和增進居民身心健康。隨著城市化進程的加速，花式噴泉可以在人們周圍隨處可見。比如廣場，大廈，小區(qū)等

7、?；ㄊ絿娙侨嗽煨夂颍谘谉岬南娜湛梢云鸬皆鰸窈徒禍氐淖饔?；也為水體充氧，有利于水體增加自凈能力，起到防止水體黑臭的作用?；ㄊ絿娙\行的靈活性是評價花式噴泉優(yōu)劣的關(guān)鍵，而這與花式噴泉的控制系統(tǒng)息息相關(guān)。花式噴泉可以根據(jù)自己的設(shè)計，設(shè)計出各種各樣的花樣，加上燈光，能給人有種不錯的視覺享受。1.1.2本課題的研究意義 隨著我國人民物質(zhì)和精神生活水平的不斷提高，現(xiàn)在許多城市的市民廣場、單位居民生活區(qū)里都能看到各種形式的噴泉。我國城市化進程的加快和人口大量集聚，環(huán)境越來越重要，好的環(huán)境能使心身愉快，做事效率提高。其中噴泉可以濕潤周圍空氣，減少塵埃，降低氣溫。伴隨著科學技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，在噴泉工程中

8、采用了大量的高新技術(shù)，在人們的視覺和聽覺上形成和諧的統(tǒng)一，使人們在精神上有種愉悅的感受。噴泉的細小水珠同空氣分子撞擊，能產(chǎn)生大量的負氧離子，有益于改善社區(qū)面貌和增進居民身心健康。從而使噴泉效果更多絢麗多彩，阿羅多姿，令人賞心悅目、流連忘返。1.2課題研究方法和內(nèi)容1.2.1 研究方法本論文在撰寫過程中主要運用了以下兩種研究方法：文獻研究法，根據(jù)論文的研究目的以及課題需要，通過查閱與論文相關(guān)的文獻來獲得相關(guān)資料，從而全面、客觀、正確地了解所要研究的問題，找出事物的本質(zhì)屬性，從中發(fā)現(xiàn)問題。理論研究法，是人們認識客觀世界，并使認識的結(jié)果系統(tǒng)化的活動。通過對實際系統(tǒng)進行軟硬件設(shè)計的研究，并進行相關(guān)資料

9、的搜集、整理、分析以形成自己的觀點。1.2.2 研究內(nèi)容本論文一共分為五個部分，具體內(nèi)容安排如下：第1章 ：緒論。主要介紹本論文的研究背景，分析花樣噴泉在國內(nèi)的背景意義。同時，對花樣噴泉的相關(guān)文獻資料進行綜述。闡述本論文的研究意義。第2章 ：設(shè)計方案。主要介紹花樣噴泉的分類，同時詳細的介紹了布局設(shè)計涉及的問題，給出了系統(tǒng)控制的基本要求以及流程圖控制。第3章 ：硬件設(shè)計。簡單介紹了PLC及其選型標準，并且闡述了泵，噴頭，燈具的選擇標準。第4章 ：軟件設(shè)計。根據(jù)上一章的內(nèi)容，首先列出了I/O分配表，然后以SFC詳細敘述了梯形圖的設(shè)計步驟。第5章 ：組態(tài)王監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。使用組態(tài)王軟件對系統(tǒng)進行了演示

10、。2. 花樣噴泉系統(tǒng)設(shè)計方案2.1 花樣噴泉分類噴泉是一種將水或其他液體經(jīng)過一定壓力通過噴頭灑出來具有一定形狀的組合體，提供水壓的一般為水泵?，F(xiàn)代城市中的噴泉形式已十分豐富。隨著構(gòu)筑物的大小及水壓等的變化，噴泉或高或低、或珠或霧，精彩紛呈?？煞譃橐韵?種：（1）普通噴泉：只有簡單的幾種固定水型及燈光，隨著電源的開閉而控制噴泉的運行、水型和燈光的變化。（2）程控噴泉：將各種水型及燈光，按照預(yù)先設(shè)定的排列組合進行控制程序的設(shè)計，通過計算機運行程序發(fā)出控制信號，使水型及燈光有各種各樣的變化。（3）音樂噴泉：在程序控制噴泉的基礎(chǔ)上加入了音樂控制系統(tǒng)，計算機通過對音頻及MIDI信號的識別，進行譯碼和編碼

11、，最終將信號輸出到控制系統(tǒng)，使噴泉的造型及燈光的變化與音樂保持同步。（4）水幕激光噴泉：將激光器發(fā)出的激光束射在水幕噴頭的水幕上，激光束由激光控制系統(tǒng)編程控制，可發(fā)出多種多樣的圖案及色彩，照射在晶瑩透明的水膜上，形成斑斕奪目的起義效果。（5）水珍珠噴泉：利用特殊音波將水變成球體的噴水裝置和全頻高速閃光燈的視覺圖像效果的產(chǎn)品組成。（6）游戲噴泉：又稱感應(yīng)泉，噴泉水柱根據(jù)游人的動作產(chǎn)生反應(yīng)，而且這種應(yīng)具有不確定性，是一種互動式噴泉，增強了娛樂氛圍。（7）跳跳噴泉：又名光亮泉。是一種高科技水景藝術(shù)，水形似根根晶瑩透徹地冰柱，一串串飛向空中，輕舞飛揚。采用PLC控制花樣噴泉具有以下優(yōu)點：（1）控制方式

12、上看：PLC軟接線，只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能。（2）工作方式看：PLC串行工作，不受制約。（3）控制速度上看：PLC通過半導體來控制，速度很快，無觸點，顧而五抖動一說。（4）定時、計數(shù)看：PLC時鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時范圍寬，有記憶功能。（5）可靠、維護看：PLC無觸點，壽命長，且有自我診斷功能，對程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場調(diào)試和維護方便。由PLC 與工業(yè)控制計算機組成花式噴泉的實時監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用上下位機主從式結(jié)構(gòu)，PLC 作為下位機完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時采集和分站控制功能；上位機采用工業(yè)控制計算機實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示、報警等功能。該控制系統(tǒng)可實現(xiàn)花式噴泉的自動控制、模擬顯

13、示、故障報警、實時控制等。控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1 所示。圖2-1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.2 花樣噴泉的布局設(shè)計在花式噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中主要考慮以下幾點：（1）深入了解和分析花式噴泉的工藝條件和控制要求。（2）確定I/O設(shè)備。根據(jù)花式噴泉控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)等，常用的輸出設(shè)備有指示燈等。（3）根據(jù)I/O點數(shù)選擇合適的PLC類型。（4）分配I/O點，分配PLC的輸入輸出點，編制出輸入輸出分配表或輸入輸出端子 的接線圖。（5）設(shè)計花式噴泉系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計出周密完整的梯形圖（6）程序，這是整個花式噴泉系統(tǒng)設(shè)計的核心工

14、作。（7）將程序輸入PLC進行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。本設(shè)計布局如圖2-21所示。圖2-2 噴泉布局圖2.3 花樣噴泉控制要求花式噴泉系統(tǒng)的控制要求如下：本設(shè)計由四組噴頭組成，分別為A組B組C組D組。本設(shè)計有單周期和連續(xù)兩種操作方式。按下開始按鈕后指示燈亮，當選擇單周期方式時A組D組同時噴6秒然后A組和C組同時噴7秒然后B組和D組同時噴10秒然后ABC三組同時噴水5秒停2秒后報警器發(fā)出聲音報警，按停止按鈕終止報警。當選擇連續(xù)方式時重復單周期方式時的過程20次后停兩秒后報警，按停止按鈕終止報警。每個噴頭工作時，都連帶紅，綠，黃，藍四組彩色燈間隔1S循環(huán)發(fā)光。如圖2-2系統(tǒng)流程圖所

15、示當系統(tǒng)上電后，點擊開始按鈕SB1，PLC的輸入口X1=1，則Y10=1指示燈被點亮，等待用戶選擇運行方式。當用戶選擇單次運行時點擊單次運行按鈕SB3 則X3=1， Y12=1水泵開始工作，同時Y0=1、Y3=1，A、D兩組噴頭的電磁閥得電，A、 D兩組噴頭開始噴出水柱同時T5開始計時。當T5=6S時Y3=0、Y2=1,D組噴頭的的電磁閥失電，C組噴頭的電磁閥得電。所以A、 C組噴頭噴出水柱，D組噴頭停止噴水，同時T6開始計時。當T6=7S時Y1=0、Y2=0、Y1=1、Y3=1，A、C兩組噴頭的的電磁閥失電，B、D兩組噴頭的電磁閥得電。所以B組噴頭和D組噴頭噴出水柱A組噴頭和C組噴頭停止噴水

16、，同時T7開始計時。當T7=10S時Y3=0、Y0=1、Y1=1、Y2=1,D組噴頭的的電磁閥失電，A、B、C組噴頭的電磁閥得電。所以A組噴頭和C組噴頭噴出水柱D組噴頭停止噴水，同時T8開始計時。當T8=5S時系統(tǒng)停止兩秒后開始報警。當用戶選擇連續(xù)運行時點擊連續(xù)運行按鈕SB4 則X4=1， Y12=1水泵開始工作，同時Y0=1、Y3=1，A、D兩組噴頭的電磁閥得電，A、 D兩組噴頭開始噴出水柱同時T1開始計時。當T1=6S時Y3=0、Y2=1,D組噴頭的的電磁閥失電，C組噴頭的電磁閥得電。所以A、 C組噴頭噴出水柱，D組噴頭停止噴水，同時T2開始計時。當T2=7S時Y1=0、Y2=0、Y1=1

17、、Y3=1，A、C兩組噴頭的的電磁閥失電，B、D兩組噴頭的電磁閥得電。所以B組噴頭和D組噴頭噴出水柱A組噴頭和C組噴頭停止噴水，同時T3開始計時。當T3=10S時Y3=0、Y0=1、Y1=1、Y2=1,D組噴頭的的電磁閥失電，A、B、C組噴頭的電磁閥得電。所以A組噴頭和C組噴頭噴出水柱D組噴頭停止噴水，同時T4開始計時。當T4=5S時C0開始計數(shù)，當CO<20時重復上述動作當C0=20時系統(tǒng)停止2S后開始報警。當系統(tǒng)報警時點擊停止按鈕SB2則系統(tǒng)停止報警。開 始指示燈是否點亮 Y10=1?是否O單 次連 續(xù)A、D同時噴水 T5計時6ST5=6S?是否A、D同時噴水 T0計時6ST0=6S

18、?是否A、C同時噴水 T6計時7ST6=7S?否A、C同時噴水 T1計時7ST0=7S?是否B、D同時噴水 T7計時10ST7=10S?是否B、D同時噴水 T2計時10ST2=10S?否A、B、C同時噴水 T8計時5ST8=5S?是否A、B、C同時噴水 T3計時5ST3=5S?是A、B、C、D停止C0計數(shù)20次C0=20次?是否是是報 警X2=0?否是圖2-2 系統(tǒng)流程圖3.花樣噴泉系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1 PLC控制器概述3.1.1 PLC簡介 編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(P

19、rogrammable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC,PLC自1966年出現(xiàn)，美國，日本，德國的可編程控制器質(zhì)量優(yōu)良，功能強大。 PLC是用于工業(yè)現(xiàn)場的電控制器。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計算機。它通過運行存儲在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進而再通過輸出電路的物理過程去實現(xiàn)對負載的

20、控制。PLC有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O接口、通信接口，有大容量的內(nèi)存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，因而具有以下基本的功能：1.邏輯處理功能；2.數(shù)據(jù)運算功能；3.準確定時功能；4.高速計數(shù)功能；5.中斷處理（可以實現(xiàn)各種內(nèi)部中斷）功能；6.程序與數(shù)據(jù)存儲功能；7.聯(lián)網(wǎng)通信功能；8.自檢測、自診斷功能。3.1.2 花樣噴泉PLC選型 在PLC系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細分析工藝過程的特點、控制要求，控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存

21、儲器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。（1）輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算I/O點數(shù)估算時應(yīng)考慮適當?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加10%20%的可擴展余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。（2）存儲器容量的估算存儲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。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代替。（3）控制功能的選擇該選

22、擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。根據(jù)本課題所設(shè)計控制的需求，主要介紹一下幾種功能的選擇。1.控制功能PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。2.編程功能離線編程方式：PLC和編程器公用一個CPU，編程器在編程模式時，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對現(xiàn)場設(shè)備進行控制。完成編程后，編程器切換到運行模式，CPU對現(xiàn)場設(shè)備進行控制，不能進行編程。離線編程方式降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在離線編程方式：CU和編程器有各

23、自的CPU，主機CPU負載現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機，下一掃描周期，主機就根據(jù)新收到的程序運行。五種標準化編程語言：順序功能（SFC）、梯形圖（LD）、功能模式圖塊(FBD)三種圖形化語言和語句表（il）、結(jié)構(gòu)體文（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應(yīng)遵守其標準（IEC），同時，還應(yīng)該支持多種語言編程方式，如C,Basic等，以滿足特殊控制場合的控制要求。3.診斷功能PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對PLC內(nèi)部的性能和功能進行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件

24、對PLC的CPU與外幣輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。PLC的診斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時間。4.機型的選擇通過對輸入/輸出點的選擇、對存儲量的選擇？對I/O響應(yīng)時間的選擇輸出負載的特點選型的分許。 該控制系統(tǒng)選用三菱公司FX1N系列的PLC。它體積小，重量輕，使用壽命長，編程和維護方便，故障率低，通過擴展模塊的鏈接，可以增加輸入/輸出點數(shù)。PLC接線圖如圖3-1所示。圖3-1 三菱FX1N PLC3.2 花樣噴泉泵的選擇泵是一種面大量廣通用型號機械設(shè)備，它廣泛地應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、礦山、選船、輕工、農(nóng)業(yè)、民用和國防各部門，在國

25、民經(jīng)濟中占有重要的地位。泵的電能消耗起了積極作用。但是目前在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域中，由于選型不合理，許多的泵處于不合理運行狀況，運行效率低，浪費了大量能量。還有的泵由于選型不合理，根本不能使用，或者使用維修成本增加，經(jīng)濟效益低。由此可見，合理選泵對節(jié)約能源同樣具有重要意義。所謂合理選泵，就是要綜合考慮泵機組和泵站的投資和運行費用等綜合性的技術(shù)經(jīng)濟指標，使之符合經(jīng)濟、安全、適用的原則。具體來說，有以下幾個方面：必須滿足使用流量和揚程的要求，即要求泵的運行工次點經(jīng)常保持在高效間運行，這樣既能剩動力又不易損壞。所選擇的水泵既要體積小、重量輕、造價便宜，又要具有良好的特性和較高的效率。具有良好的抗氣蝕性能

26、，這樣既能減小泵房的開挖深度，又不使水泵發(fā)生氣蝕，運行平衡、壽命長。3.3 花樣噴泉噴頭的選擇噴泉的噴頭分為可調(diào)直流噴頭、涌泉噴頭、集束噴頭、旋轉(zhuǎn)噴頭等等，種類繁多，噴出的水型也各不相同。噴泉噴頭也稱噴泉噴嘴全部采用銅或不銹鋼制作，這樣具有黃金的色彩或銀光閃閃，噴頭顯得豪華氣派。其工藝精巧美觀，結(jié)構(gòu)合理，性能高效節(jié)能。本文采用的是集束噴頭，該噴頭由多個直流噴頭組合而成，直射噴頭口徑大小可確定噴頭的出水量及高度，它可以作為整個噴泉的主噴（噴泉最高點），也可以由多個集束噴頭組合成不同的排列。3.4 花樣噴泉彩燈的選擇 本文選擇DC24V，功率181W LED水下燈，可實現(xiàn)流水，漸變，跳變，慧尾追逐

27、，炫彩等效果。噴泉用四組彩燈分別為紅，綠，黃，藍。從里到外分別對應(yīng)A處用紅色的彩燈，B處為綠色的彩燈，C處為黃色彩燈，D處為藍色彩燈。每一個噴頭處對應(yīng)一個相應(yīng)顏色的彩燈。因為噴泉用彩燈都是安裝在水下所以對光線的要求高，對安全性能的要求也要很高，同時對使用壽命要求要長。如圖3-2所示。圖3-2 LED水下燈4.花樣噴泉系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1 花樣噴泉系統(tǒng)I/O分配根據(jù)第2章的介紹可以得出該噴泉的開始、停止、單周期、連續(xù)需要用到四個按鈕，這四個按鈕開關(guān)分別接到PLC的四個輸入口上。而A、B、C、D四組噴泉口需要用到4個水用電磁閥，這四個電磁閥需要接到PLC上面的四個輸出口上。紅綠黃藍四組彩燈、指示燈、

28、報警器和控制水泵的接觸器也需要接到PLC的七個輸出口上，所以該系統(tǒng)需要用到4個輸入口和11個輸出口。表4-1為它們所對應(yīng)的I/O口。表4-1 I/O分配表輸 入 口輸 出 口設(shè)備符號設(shè)備名稱PLC口設(shè)備符號設(shè)備名稱PLC口SB1開始按鈕X1KM1A口噴頭電磁閥Y0SB2停止按鈕X2KM2B口噴頭電磁閥Y1SB3單周期按鈕X3KM3C口噴頭電磁閥Y2SB4連續(xù)按鈕X4KM4D口噴頭電磁閥Y3LR紅色彩燈Y4LG綠色彩燈Y5LY黃色彩燈Y6LB藍色彩燈Y7HL指示燈Y10HA報警器Y11KM控制泵的接觸器器Y124.2 花樣噴泉系統(tǒng)梯形圖設(shè)計為了解決應(yīng)用可編程控制器(PLC)的基本邏輯指令編寫順序

29、控制梯形圖時所存在的編程復雜、不易理解等問題,采用PLC的順序功能圖（SFC）來編寫順序控制梯形圖是一種非常有效的方法,該方法具有編程簡單而且直觀等特點。本設(shè)計采用順序功能圖（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。如圖4-1所示為PLC從停止啟動運行切換瞬間使特殊輔助繼電器M8002接通，從而使狀態(tài)器S0被激活。圖4-1 系統(tǒng)啟動程序如圖4-2所示為按下啟動按鈕X0使狀態(tài)器S20被激活， Y10得電，指示燈點亮等待用戶選擇運行模式。圖4-2 按下開始系統(tǒng)等待用戶選擇

30、運行模式程序如圖4-3所示為用戶按下X4選擇連續(xù)運行，使狀態(tài)器S21被激活（用戶按下X3選擇單次運行，使狀態(tài)器S28被激活）。Y0、Y3、Y12得電，使水泵開始工作同時A組和D組的電磁閥導通，使A組和C組同時噴出水柱。同時紅綠黃藍四組彩燈間隔一秒點亮。同時當選擇連續(xù)時TO開始計時6秒（當選擇單次運行時T5開始計時6秒）。圖4-3 用戶選擇連續(xù)（單次）運行AD同時噴水程序如圖4-4所示為選擇連續(xù)時TO計時6秒時間到，T0的常開觸點閉合，使狀態(tài)器S22被激活（選擇單次時T5計時6秒時間到，T5的常開觸點閉合，使狀態(tài)器S29被激活）。Y0、Y2、Y12得電，水泵工作同時A組和C組的電磁閥導通使A組和

31、C組噴出水柱。同時紅綠黃藍四組彩燈間隔一秒點亮。同時當選擇連續(xù)運行時T1開始計時7秒（當選擇單次運行時T6開始計時7秒）。圖4-4 AC同時噴水程序如圖4-5所示為當選擇連續(xù)運行時T1計時7秒時間到，T1的常開觸點閉合，使狀態(tài)器S23被激活（當選擇單次運行時T6計時7秒時間到，T6的常開觸點閉合，使狀態(tài)器S30被激活）。Y1、Y3、Y12得電，水泵工作同時B組和D組的電磁閥導通使B組和D組噴出水柱。同時紅綠黃藍四組彩燈間隔一秒點亮。同時當選擇連續(xù)運行時T2開始計時10秒（當選擇單次運行時T7開始計時10秒）。圖4-5 BD同時運行程序如圖4-6所示為當選擇連續(xù)運行時T2計時10秒時間到，T2的

32、常開觸點閉合，使狀態(tài)器S24被激活（當選擇單次運行時T7計時10秒時間到，使狀態(tài)器S31被激活）。Y0、Y1、Y2、Y12得電，水泵工作同時A組、B組和C組的電磁閥導通使A組、B組和C組噴出水柱。同時紅綠黃藍四組彩燈間隔一秒點亮。同時當選擇連續(xù)運行時T3開始計時5秒（當選擇單次續(xù)運行時T8開始計時5秒）。圖4-6 ABC同時運行程序如圖4-7所示為為當選擇連續(xù)運行時T3計時5秒時間到，T3的常開觸點閉合，使狀態(tài)器S25被激活。T4開始計時2秒（當選擇單次運行時T8計時5秒時間到，T8的常開觸點閉合，使狀態(tài)器S25被激活。T9開始計時2秒）。圖4-7 系統(tǒng)停止運行2秒程序如圖4-8所示為為T4計

33、時2秒時間到，T4的常開觸點閉合，使狀態(tài)器S26被激活。C0開始計數(shù)20次。圖4-8 計數(shù)器計數(shù)20次程序如圖4-9所示為當選擇連續(xù)運行時 C0計數(shù)在未達到20次則跳轉(zhuǎn)到狀態(tài)器S21處循環(huán)運行，當CO計數(shù)達到20次則C0的常開觸點閉合狀態(tài)器S27被激活，同時特殊輔助繼電器M8013被激活，同時Y11得電，報警器報警。同時計數(shù)器CO復位。圖4-9 選擇連續(xù)運行時報警和返回S21程序如圖4-10所示為當選擇的是單次運行時當T9計時2秒時間到，T9的常開觸點閉合，狀態(tài)器S33被激活，特殊輔助繼電器M8013被激活，同時Y11得電，報警器報警。圖4-10 單次運行時報警程序如圖4-11所示為按下停止按

34、鈕X2后后系統(tǒng)停止報警，同時回到系統(tǒng)開始。圖4-11 系統(tǒng)停止運行程序5.組態(tài)軟件系統(tǒng)設(shè)計5.1 組態(tài)王監(jiān)控軟件簡介組態(tài)王具有適應(yīng)性強、開放性好、易于擴展、經(jīng)濟、開發(fā)周期短等優(yōu)點。通常可以把這樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測與控制，且在自動控制系統(tǒng)中完成上傳下達、組態(tài)開發(fā)的重要作用。尤其考慮三方面問題：畫面、數(shù)據(jù)、動畫。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計。組態(tài)軟件也為試驗者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗者實時現(xiàn)場監(jiān)控。而且，它能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)

35、控畫面，并以動畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報警窗口、實時趨勢曲線等，可便利的生成各種報表。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。5.2 花樣噴泉系統(tǒng)監(jiān)控畫面設(shè)計本設(shè)計的仿真畫面分為4個單元，分別為按鈕單元，彩燈單元，計時計數(shù)單元，噴泉模擬單元。5.2.1 系統(tǒng)按鈕單元設(shè)計圖5-1 組態(tài)王按鈕單元如圖5-1所示該單元由綠色、紅色、粉紅色、黃色四個按鈕組成。它們分別綠色對應(yīng)開始按鈕，紅色對應(yīng)停止按鈕，粉紅色對應(yīng)單周期按鈕，連續(xù)對應(yīng)連續(xù)按鈕。5.2.2 系統(tǒng)彩燈單元設(shè)計圖5-2 組態(tài)王彩燈單元彩燈單元由兩排六盞燈組成，其中第一排由紅色、綠色、黃色、藍色四盞燈。它們分別對應(yīng)紅色、綠色、黃色、藍色四組LED燈。第二排由紫色和紅色的兩盞小一些的燈組成，它們分別對應(yīng)著系統(tǒng)開始的指示燈和報警燈。5.2.3 系統(tǒng)計時計數(shù)設(shè)計圖5-3 組態(tài)王計時計數(shù)單元計時計數(shù)單元由6組數(shù)據(jù)組成，前面5組是計時長的數(shù)據(jù)，第一組為AD兩組同時噴水的時長。第二組為AC兩組同時噴水的時長，第三組為BD兩組同時噴水的時長，第四組為ABC三組同時噴水的時長，第五組為循環(huán)結(jié)束后停止時間的時長。第六組是選擇連續(xù)時完成了幾次循環(huán)的計數(shù)器