PLC控制花樣噴泉設(shè)計(jì)

1、重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 中文摘要 高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文基于PLC的花樣噴泉設(shè)計(jì)考生姓名： 準(zhǔn)考證號(hào)： 專(zhuān)業(yè)層次： 本 科 院 （系）：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院指導(dǎo)教師： 羅玉龍 職 稱(chēng)： 講 師 重慶科技學(xué)院二O一0年 十二月 二十五日32重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 中文摘要高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文基于PLC的花樣噴泉設(shè)計(jì)考生姓名： 準(zhǔn)考證號(hào)： 專(zhuān)業(yè)層次： 本 科 指導(dǎo)教師： 羅 玉 龍 院 （系）： 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院重慶科技學(xué)院二O一0年 十二月 二十五日重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 中文摘要摘要PLC是一種以微處理器為基礎(chǔ)、帶有指令存儲(chǔ)器

2、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。具有使用方便，運(yùn)行可靠，控制程序段設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)傳統(tǒng)的噴泉控制系統(tǒng)一旦設(shè)計(jì)好控制電路，就不能隨意改變噴水花樣及噴水時(shí)間等問(wèn)題，本設(shè)計(jì)結(jié)合西門(mén)子 S7-200 可編程控制器設(shè)計(jì)能適應(yīng)不同季節(jié)、不同場(chǎng)合的噴水要求目的的花樣噴泉系統(tǒng)。該花樣噴泉控制系統(tǒng)不但實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)轉(zhuǎn)換花樣噴泉的噴水樣式，而且提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性，具有一定的工程應(yīng)用和推廣價(jià)值。關(guān)鍵詞：PLC；花樣噴泉；控制系統(tǒng) 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 英文摘要The pattern design based on PLC foun

3、tainABSTRACTPLC is a microprocessor-based, with instruction memory and input-output interface, a combination of micro-electronic technology, computer technology, automation technology, communications technology, a new generation of industrial control devicesIt is easy to use, reliable operation and

4、control procedures designed to be simple.According to the traditional fountain control system design control circuit, if cannot change pattern and spray water, time, etc. This design with Siemens S7-200 PLC design can adapt different season, the different requirements of the water fountain system de

5、signs purpose. This figure fountain control system not only realizes the automatic conversion pattern of the fountain of the water, and improve the system of style, the reliability and safety of engineering application and dissemination value.Key words: PLC control, pattern fountain system重慶科技學(xué)院高等教育

6、自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 目錄目錄中文摘要I英文摘要II1 緒論12 PLC的簡(jiǎn)介22.1PLC的發(fā)展歷史22.2 PLC的結(jié)構(gòu)22.3 PLC的特點(diǎn)42.4 PLC的編程語(yǔ)言52.5 PLC的主要功能62.6 PLC的經(jīng)濟(jì)性分析62.7 可編程序控制器應(yīng)用72.8 PLC發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)83 噴泉的設(shè)計(jì)要求93.1 噴泉規(guī)模的設(shè)計(jì)93.2 噴泉水柱的分布104 PLC控制系統(tǒng)總設(shè)計(jì)114.1 PLC控制花樣噴泉運(yùn)行要求的設(shè)計(jì)114.2噴泉的運(yùn)行流程圖的設(shè)計(jì)114.3噴泉的運(yùn)行過(guò)程的設(shè)計(jì)124.4噴泉控制原理124.5花樣噴泉PLC控制接線圖的設(shè)計(jì)124.6花樣噴泉PLC控制輸入輸出點(diǎn)分配的設(shè)計(jì)13

7、4.7花樣噴泉PLC控制梯形圖的設(shè)計(jì)135 程序調(diào)試216 結(jié)論25致謝26參考文獻(xiàn)27論文原創(chuàng)性聲明附錄：開(kāi)題報(bào)告重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 1 緒論1 緒論噴泉象征力量，象征智慧，富有動(dòng)感和生氣，是一種流動(dòng)的建筑。它給人帶來(lái)清新環(huán)境，給人們帶來(lái)一種無(wú)限遐想和美的享受。近年來(lái)，由于工業(yè)的發(fā)展、人口的增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)達(dá)，使自然環(huán)境受到限制，又由于現(xiàn)代技術(shù)的高速發(fā)展，面臨新技術(shù)革命浪潮挑戰(zhàn)的新形勢(shì)，人們對(duì)優(yōu)雅的環(huán)境生存、創(chuàng)造新的文化生活、追求更豐富多彩的生活情趣的要求越來(lái)越高。噴泉贏得了人們的廣泛喜愛(ài)，因此噴泉在園林建筑、旅游事業(yè)中受到了極大的重視。 隨著改革開(kāi)放的進(jìn)一步深化，在各級(jí)

8、領(lǐng)導(dǎo)的英明決策下，舊城改造和新城建設(shè)日新月異，所以城市對(duì)噴泉水景建筑實(shí)施再次體現(xiàn)了各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的高瞻遠(yuǎn)矚和英明決策，實(shí)現(xiàn)了人民提高生活質(zhì)量、美化生存空間的迫切愿望。噴泉的建成將為創(chuàng)造良好的旅游和投資環(huán)境、提高城市品位奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，將會(huì)反映城市的政治、科技、文化、經(jīng)濟(jì)、人民精神面貌的提高，同時(shí)也大大改善了周邊環(huán)境，所以噴泉設(shè)計(jì)必須具備當(dāng)今世界一流水平，尤其在科技含量方面更為重要，真正使噴泉這個(gè)形象工程成為集政治、娛樂(lè)、休閑、經(jīng)濟(jì)交流、旅游觀光為一體.噴泉是人工環(huán)境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?，F(xiàn)代高科技采用PLC控制，利用PLC體積小，功能強(qiáng)，可靠性高，且

9、具有較大的靈活性和可擴(kuò)展性的特點(diǎn)，通過(guò)改變噴泉的控制程序或改變方式選擇開(kāi)關(guān)，多姿的噴泉造型、視覺(jué)形象、色彩變換三位一體的超自然享受。隨著我國(guó)人民物質(zhì)生活水平的不斷提高，對(duì)于精神生活的要求也在不斷提高，為進(jìn)一步改造環(huán)境景觀，建設(shè)一個(gè)噴泉是很有必要的。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和生活水平的不斷提高，尤其是噴泉在城市和社區(qū)環(huán)境建設(shè)中起著尤其重要的作用。當(dāng)今噴泉工程和高新技術(shù)的結(jié)合正是歷史發(fā)展的必然趨勢(shì)，在許多休閑廣場(chǎng)、景區(qū)或游樂(lè)場(chǎng)所里，人們經(jīng)?？吹絿娙匆欢ǖ囊?guī)律噴水，由于噴泉工程中采用了大量的高新技術(shù)，從而使噴泉效果更加絢麗多彩，婀娜多姿，令人賞心悅目、流連忘返。在游人和居民經(jīng)常光顧的場(chǎng)所，如公園、廣

10、場(chǎng)、旅游景點(diǎn)及一些知名建筑前，經(jīng)常會(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，在和和諧優(yōu)雅的音樂(lè)中，更使人心曠神怡，流連忘返。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)講述的是如何利用PLC控制噴泉噴水方式，產(chǎn)生各種的樣式。是一個(gè)以S7-200PLC控制為核心的花樣噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?；訃娙赑LC的控制之下，噴出各種各樣的水柱，給人以一種視覺(jué)上美的享受。重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 2 PLC的簡(jiǎn)介2 PLC的簡(jiǎn)介2.1PLC的發(fā)展歷史起源：1968年美國(guó)通用汽車(chē)公司提出取代繼電器控制裝置的要求。1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司的生產(chǎn)線上試用成功，首次采用程

11、序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這是第一代可編程控制器，稱(chēng)Programmable，是世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC。 1969年，美國(guó)研制出世界第一臺(tái)PDP-14 1971年，日本研制出第一臺(tái)DCS-8 1973年，德國(guó)研制出第一臺(tái)PLC 1974年，中國(guó)研制出第一臺(tái)PLC 發(fā)展：20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。此時(shí)的PLC為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來(lái)后，為了方便和反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic Cont

12、roller（PLC）。 20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性?xún)r(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。 20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。 20世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為3040%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程

13、控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。 20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。2.2 PLC的結(jié)構(gòu)PLC和一般的微型計(jì)算機(jī)基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。PLC的硬件系統(tǒng)由微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器(EPROM，ROM)、輸入輸出(I/O)部件、電源部件、編程器、I/O擴(kuò)展單元和其他外圍設(shè)備組成。各部分通過(guò)總線(電源總線、控制總線、地址總線、數(shù)據(jù)總線)連接而成。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下：外

14、設(shè)I/O接口 輸 出部件存儲(chǔ)器 EPROM 微處理器 運(yùn)算器 控制器電源 輸入部件I/O擴(kuò)展接口 I/O擴(kuò)展單元 受控元件輸入信號(hào)外部設(shè)備圖2-1 PLC結(jié)構(gòu)圖a、電源 PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去 b. 中央處理單元(CPU) 中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，

15、并能診斷用戶(hù)程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶(hù)程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶(hù)程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。 為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 c、存儲(chǔ)器 存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。 存放應(yīng)用軟

16、件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為用戶(hù)程序存儲(chǔ)器。 d、輸入輸出接口電路 1、現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是PLC與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。 2、現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用PLC通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。 e、功能模塊 如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊 f、通信模塊 PLC的軟件系統(tǒng)是指PLC所使用的各種程序的集合，通?？煞譃橄到y(tǒng)程序和用戶(hù)程序兩大部分。系統(tǒng)程序是每一個(gè)PLC成品必須包括的部分，由PLC廠家提供，用于控制PLC本身的運(yùn)行，系統(tǒng)程序固化在EPROM中。用戶(hù)程序是由用戶(hù)根據(jù)控制需要而編寫(xiě)的程序。硬件系統(tǒng)和軟件系

17、統(tǒng)組成了一個(gè)完整的PLC系統(tǒng)，他們是相輔相成，缺一不可的。2.3 PLC的特點(diǎn)可編程序控制器是一種以微機(jī)處理器為核心的工業(yè)通用自動(dòng)控制裝置，其實(shí)質(zhì)是一種工業(yè)控制用的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的機(jī)械手系統(tǒng)，它們的控制形式大都采用可編程序控制器控制，特別是在智能化要求程度高容量大的現(xiàn)代化工業(yè)機(jī)械手系統(tǒng)中應(yīng)用更為普遍。其主要原因是因?yàn)镻LC具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）、靈活、通用在繼電器控制系統(tǒng)中，使用的控制器件是大量的繼電器，整個(gè)系統(tǒng)是根據(jù)設(shè)計(jì)好的電器控制圖，由人工布線、焊接、固定等手段組裝完成的，其過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。如果因?yàn)楣に嚿系纳栽S變化，需要改變電器控制系統(tǒng)的話，那么原先的整個(gè)電器控制系統(tǒng)將被全部拆除，而重新

18、進(jìn)行布線、焊接、固定等工作，浪費(fèi)了大量的人力、物力和時(shí)間。而可編程控制器是通過(guò)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能的，如果控制功能需要改變的話，只需要修改程序以及改動(dòng)極少量的接線即可。而且，同一臺(tái)可編程控制器還可以用于不同的控制對(duì)象，只要改變軟件就可以實(shí)現(xiàn)不同的控制要求，因此具有很大的靈活性、通用性。2）、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)對(duì)于機(jī)械手系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可靠性、抗干擾能力是非常重要的指標(biāo)，如何能在各種工作環(huán)境和條件(如電磁干擾、低溫潮濕、灰塵超高溫等)下，平穩(wěn)可靠的工作，將故障率降至最低，是研制每一種控制系統(tǒng)必須考慮的問(wèn)題?，F(xiàn)代PLC采用了集成度很高的微電子器件，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成

19、，其可靠性程度是使用機(jī)械觸點(diǎn)的繼電器所無(wú)法比擬的。為了保證PLC能在惡劣的工業(yè)環(huán)境可靠的工作，在其設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中采取了一系列硬件和軟件方面的抗干擾措施，使其可以適應(yīng)惡劣的工業(yè)應(yīng)用環(huán)境。3）、操作方便、維修容易PLC采用電氣操作人員熟悉的梯形圖和功能助記符編程，使用戶(hù)十分方便的讀懂程序和編寫(xiě)、修改程序。對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，幾乎不需要專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)知識(shí)。工程師編好的程序十分清晰直觀，只要寫(xiě)好操作說(shuō)明書(shū)，操作人員經(jīng)短期的學(xué)習(xí)就可以使用。4）、功能強(qiáng)現(xiàn)代PLC不僅具有條件控制、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和步進(jìn)等控制功能，而且還能完成A/D、D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)字運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理以及通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控等。因此，它既可控制開(kāi)關(guān)量

20、，又可控制模擬量；既可控制一個(gè)機(jī)械手，又可控制一個(gè)機(jī)械手群；既可控制簡(jiǎn)單系統(tǒng)，又可控制復(fù)雜系統(tǒng)；既可現(xiàn)場(chǎng)控制，又可遠(yuǎn)程控制。5）、體積小、重量輕和易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化由于PLC采用了半導(dǎo)體集成電路。因此具有體積小、重量輕、功耗低的特點(diǎn)。且PLC是為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，其結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固耐用、體積小巧，并由于具備很強(qiáng)的可靠性和抗干擾能力，使之易于裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，因而成為實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化十分理想的控制設(shè)備。同樣，可編程序控制器控制也有其不足的地方，在性?xún)r(jià)比上要高于繼電器控制和單片機(jī)控制，其開(kāi)發(fā)潛力要差于單片機(jī)，并且通用性不好，不同廠家的可編程序控制器以及其附屬單元都是固定專(zhuān)用等等。2.4 PLC

21、的編程語(yǔ)言在IEC61131-3中，規(guī)定了控制邏輯編程中的語(yǔ)法、語(yǔ)義和顯示，并對(duì)以往編程語(yǔ)言進(jìn)行了部分修改后形成目前通用的5種語(yǔ)言。在這5種語(yǔ)言中，有3種是圖形化語(yǔ)言，2種是文本化語(yǔ)言。圖形化編程語(yǔ)言包括：梯形圖（LDLadder Diagram）、功能塊圖（FBD Function Block Diagram）、順序功能圖（SFC Sequential Function Chart）。文本化編程語(yǔ)言包括：指令表(IL-Instruction List)和結(jié)構(gòu)化文本 (ST-Strutured Text)。繼電器梯形圖編程語(yǔ)言是PLC首先采用的編程語(yǔ)言，也是PLC最普遍采用的編程語(yǔ)言。梯形圖編

22、程語(yǔ)言是從繼電器控制系統(tǒng)原理圖的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的。PLC的梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)梯形圖的基本思想是一致的，只是在使用符號(hào)和表達(dá)方式上有一定區(qū)別。指令表編程語(yǔ)言類(lèi)似于計(jì)算機(jī)中的助記符匯編語(yǔ)言，它是可編程控制器最基礎(chǔ)的編程語(yǔ)言。所謂指令表編程，是用一個(gè)或幾個(gè)容易記憶的字符來(lái)代表可編程控制器的某種操作功能。 2.5 PLC的主要功能PLC是一種應(yīng)用面很廣、發(fā)展非常迅速的工業(yè)自動(dòng)化裝置，在工廠自動(dòng)化(FA)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)內(nèi)占重要地位。PLC系統(tǒng)主要有以下功能：1) 多種控制功能；2) 數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)與處理功能；3) 通信聯(lián)網(wǎng)功能；4) 輸入、輸出接口調(diào)理功能；5) 人機(jī)界面功能；6)

23、 編程、調(diào)試功能。PLC的重量、體積、功耗和硬件價(jià)格一直在降低，雖然軟件價(jià)格占的比重有所增加，但是各廠商為了競(jìng)爭(zhēng)也相應(yīng)地降低了價(jià)格。另外，采用PLC還可以大大縮短設(shè)計(jì)、編程和投產(chǎn)周期，使總價(jià)格進(jìn)一步降低。PLC產(chǎn)品面臨現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展，將再次革新，滿足工業(yè)與民用控制的更高需求。2.6 PLC的經(jīng)濟(jì)性分析綜上所述，在各種環(huán)境中，使用PLC控制機(jī)構(gòu)設(shè)備，生產(chǎn)流水線和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制將越來(lái)越廣泛。對(duì)PLC的經(jīng)濟(jì)分析，應(yīng)從以下幾方面考慮：1）、從影響成本的各個(gè)因素綜合考慮對(duì)目前生產(chǎn)設(shè)備控制裝置來(lái)說(shuō)，有三種類(lèi)型： 繼電器控制； 半導(dǎo)體器件控制； PLC控制。價(jià)格僅是選擇PLC品牌的一個(gè)因素，而可靠性是

24、選擇控制裝置時(shí)需要考慮的又一個(gè)重要因素。2）、從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期長(zhǎng)短考慮不論是對(duì)舊設(shè)備進(jìn)行改造，還是設(shè)計(jì)新的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備。毫無(wú)疑問(wèn)，生產(chǎn)、設(shè)計(jì)周期越短越好，甚至希望邊設(shè)計(jì)、邊安裝、邊調(diào)試和邊生產(chǎn)，特別是產(chǎn)品更新?lián)Q代，生產(chǎn)工藝改造，不需改動(dòng)現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備及其外部接線，就能馬上組織生產(chǎn)，這不僅節(jié)約了勞動(dòng)力，而且新產(chǎn)品能盡快投入市場(chǎng)。這無(wú)疑給企業(yè)增加了活力，提高了經(jīng)濟(jì)效益。如果把這些要求得以實(shí)現(xiàn)，繼電器或半導(dǎo)體都不能滿足，而PLC則完全可以實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)槭褂肞LC不必改動(dòng)外部設(shè)備接線，只要對(duì)軟件進(jìn)行一些改變就可以了。也就是說(shuō)只要改變梯形圖，按照新工藝要求重新輸入新程序或修改原程序即可。這既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)捷，可

25、以達(dá)到事半功倍的效果。據(jù)調(diào)查，目前我國(guó)70%的機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備，都是采用繼電器進(jìn)行控制的，除了可靠性差外，程序設(shè)計(jì)也很繁雜。從方案的確立到技術(shù)條件的設(shè)計(jì)以及施工的設(shè)計(jì)，圖面的工作量很大，這勢(shì)必造成設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)。而采用PLC控制可以大大縮短設(shè)計(jì)周期，甚至有些文件資料也不必繪制成圖。設(shè)計(jì)人員完全可以利用編程器上屏幕顯示來(lái)輸入，或修改程序使得梯形圖能準(zhǔn)確無(wú)誤地反映生產(chǎn)要求。編程人員也可根據(jù)新產(chǎn)品對(duì)生產(chǎn)提出的新工藝要求，重新編寫(xiě)程序并把它存儲(chǔ)在EEPROM模塊中去，需要加工哪種產(chǎn)品的程序，操作人員可以隨時(shí)調(diào)用，這既簡(jiǎn)單、方便又保密。2.7 可編程序控制器應(yīng)用可編程序控制器PC（Programmable Co

26、ntroller）又稱(chēng)可編程序控制器PLC（Programmable Logic Controller），是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相接合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來(lái)滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)也照顧到現(xiàn)場(chǎng)電器操作維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，擯棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的表達(dá)形式，獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語(yǔ)言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶(hù)程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)，調(diào)試和查錯(cuò)都很容易。PLC現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBO

27、T）之一，以其可靠性、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能、易于與計(jì)算機(jī)接口、能對(duì)模擬量進(jìn)行控制、具備告訴計(jì)數(shù)與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能，日益取代由大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)繼電接觸控制系統(tǒng)在機(jī)械、化工、石油、冶金、電力、輕工、電子、紡織、食品、交通、等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。PLC的應(yīng)用深度和廣度已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一。2.8 PLC發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)現(xiàn)代PLC的發(fā)展主要有兩個(gè)趨勢(shì)：一是向體積更小、速度更快、功能更強(qiáng)和價(jià)格更低的微小型方面發(fā)展；二是向大型網(wǎng)絡(luò)化、高可靠性、好的兼容性和多功能方面發(fā)展。1）、大型網(wǎng)絡(luò)化主要是朝DCS方向

28、發(fā)展，使其具有DCS系統(tǒng)的一些功能。網(wǎng)絡(luò)化和通信能力強(qiáng)是PLC發(fā)展的一個(gè)重要方面，向下可將多個(gè)PLC、I/O框架相連，向上與工業(yè)計(jì)算機(jī)、以太網(wǎng)、MAP網(wǎng)等相連構(gòu)成整個(gè)工廠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 2）、多功能隨著自調(diào)整、步進(jìn)電機(jī)控制、位置控制、伺服控制等模塊的出現(xiàn)，使PLC控制領(lǐng)域更加寬廣。重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 3 噴泉的設(shè)計(jì)要求3 噴泉的設(shè)計(jì)要求3.1 噴泉規(guī)模的設(shè)計(jì)該噴泉占地面積俯視圖為正方形，其面積S=100平方米；噴射范圍俯視圖為圓形，其半徑R=4.5m。噴泉概況平面圖如3-1：圖3-1噴泉概況平面圖圖3-1中，噴泉由5種不同的水柱組成。其中1表示大水柱所在的位置，其水柱

29、較大，噴射高度較高；2表示中水柱所在的位置，由六支中水柱均勻分布在2的圓（r=2m）的軌跡上，水量比大水柱的水量小，其噴射高度比大水柱低；3表示小水柱，它由150支小水柱均勻分布在3（r=3m）的圓的軌跡上，其水柱較細(xì)，其噴射高度比中水柱略矮；4和5為花朵式和旋轉(zhuǎn)式噴泉，各由19支噴頭組成，均勻分布在4和5的圓（r=4m）的軌跡上，其水量壓力均較弱。3.2 噴泉水柱的分布該噴泉的回水池俯視圖為圓形，與噴泉噴射范圍俯視圖為同心圓，且半徑相等。回水池的深度為2m。該回水池由1個(gè)半徑為100cm的圓水池和3個(gè)有效寬度為50cm的圓環(huán)水池組成，且各個(gè)水池之間相通，連接池寬度為50cm，3個(gè)圓環(huán)水池的半

30、徑分別為2m、3m、4m。如圖3-2所示：圖3-2回水池的設(shè)計(jì)回水池上方由金屬欄嵌入式覆蓋。大水柱噴頭的內(nèi)徑d=50mm，中水柱噴頭的內(nèi)徑d=30mm，小水柱噴頭的內(nèi)徑d=20mm，花朵噴泉和旋轉(zhuǎn)噴泉的內(nèi)徑d=30mm。大水柱高度h=5m，中水柱高度h=3m，小水柱高度h=2m，花朵噴泉和旋轉(zhuǎn)噴泉的噴水高度h=1m。重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 4 PLC的系統(tǒng)總設(shè)計(jì)4 PLC控制系統(tǒng)總設(shè)計(jì)4.1 PLC控制花樣噴泉運(yùn)行要求的設(shè)計(jì)1）、要設(shè)計(jì)一個(gè)啟動(dòng)按鈕，按下啟動(dòng)按鈕，噴泉進(jìn)入運(yùn)行等待狀態(tài)。2）、要設(shè)計(jì)一個(gè)單步連續(xù)運(yùn)行方式按鈕，按下噴泉的單步連續(xù)運(yùn)行方式按鈕，該噴泉默認(rèn)為連續(xù)運(yùn)行方

31、式。3）、要設(shè)計(jì)一個(gè)循環(huán)方式按鈕，按下噴泉噴水花樣的循環(huán)方式按鈕，噴泉開(kāi)始運(yùn)行，并設(shè)計(jì)每一個(gè)循環(huán)花樣有八種，每隔6s改變一次花樣。在連續(xù)運(yùn)行方式下，噴水花樣將一直循環(huán)下去，在單步運(yùn)行方式下，噴水花樣只運(yùn)行一個(gè)循環(huán)。按下其他任意一個(gè)循環(huán)方式按鈕，噴泉噴水花樣的循環(huán)方式立刻改變。4）、要設(shè)計(jì)一個(gè)停止按鈕,按下停止按鈕，噴泉停止運(yùn)行。4.2噴泉的運(yùn)行流程圖的設(shè)計(jì)圖4-1噴泉的運(yùn)行流程圖4.3噴泉的運(yùn)行過(guò)程的設(shè)計(jì)按下噴泉控制系統(tǒng)的啟動(dòng)按鈕，首先大水柱從地而起，直射天空；6s后，大水柱消失，緊接著六支中水柱競(jìng)相射向天空；最后所有水柱噴泉一齊迸發(fā)。整個(gè)過(guò)程分為8段，每段6s，且自動(dòng)轉(zhuǎn)換，全過(guò)程為48s。當(dāng)

32、單步連續(xù)開(kāi)關(guān)置于連續(xù)，花樣選擇開(kāi)關(guān)置于1時(shí)，其噴泉水柱的動(dòng)作順序如下：12（1+3+4）（2+5）（1+2）（2+3+4）（2+4）（1+2+3+4+5）1，周而復(fù)始，直到按下停止按鈕，水柱噴泉才停止工作；當(dāng)單步連續(xù)開(kāi)關(guān)置于單步時(shí)，噴泉水柱的動(dòng)作只運(yùn)行一個(gè)循環(huán)。花樣選擇開(kāi)關(guān)置于2時(shí)，其噴泉水柱的動(dòng)作順序如下：12（2+4）（2+5）（1+2）（2+3+4）（1+3+4）（1+2+3+4+5）1?；舆x擇開(kāi)關(guān)置于3時(shí)，其噴泉水柱的動(dòng)作順序如下：12（1+3+4）（1+2）（2+5）（2+3+4）（2+4）（1+2+3+4+5）1。花樣選擇開(kāi)關(guān)置于4時(shí)，其噴泉水柱的動(dòng)作順序如下：12（1+3+4）

33、（2+5）（1+2）（2+4）（2+3+4）（1+2+3+4+5）1。4.4噴泉控制原理噴泉控制系統(tǒng)由啟動(dòng)控制程序、位移脈沖控制程序、位移及復(fù)位控制程序、驅(qū)動(dòng)控制程序組成。通過(guò)位移脈沖控制程序?qū)崿F(xiàn)子元件中的內(nèi)容在存儲(chǔ)器間的移動(dòng)，通過(guò)復(fù)位控制程序?qū)崿F(xiàn)噴泉花樣的循環(huán)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制程序?qū)崿F(xiàn)噴泉的噴射。4.5花樣噴泉PLC控制接線圖的設(shè)計(jì)圖4-2花樣噴泉PLC控制接線圖4.6花樣噴泉PLC控制輸入輸出點(diǎn)分配的設(shè)計(jì)表4-1花樣噴泉PLC控制輸入輸出點(diǎn)分配輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱(chēng)代號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)名稱(chēng)代號(hào)輸出點(diǎn)編號(hào)啟動(dòng)按鈕SB1I0.0大水柱接觸器KM1Q0.0停止按鈕SB2I0.1中水柱接觸器KM2Q0.1連續(xù)

34、按鈕SB3I0.2小水柱接觸器KM3Q0.2單步按鈕SB4I0.3花朵式噴泉接觸器KM4Q0.3花樣1按鈕SB5I0.4旋轉(zhuǎn)式噴泉接觸器KM5Q0.4花樣2按鈕SB6I0.5-花樣3按鈕SB7I0.6-花樣4按鈕SB8I0.7-4.7花樣噴泉PLC控制梯形圖的設(shè)計(jì)圖4-3花樣噴泉PLC控制梯形圖圖4-3中，第1邏輯行為啟動(dòng)控制程序；第2、3、4邏輯行組成6s移位脈沖控制程序；第5邏輯行為單步連續(xù)控制程序；第6、7、8、9邏輯行組成花樣選擇控制程序；第10、11、12、13邏輯行組成移位及復(fù)位控制程序；第14、15、16、17、18邏輯行組成驅(qū)動(dòng)控制程序。接通PLC電源，第10邏輯行中位存儲(chǔ)器M

35、10.0接通，其在第14邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為噴泉的啟動(dòng)做好了準(zhǔn)備。當(dāng)按下噴泉控制器的啟動(dòng)按鈕SB1后，第1邏輯行中輸入繼電器I0.0的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，位存儲(chǔ)器M0.0接通并自鎖。本程序默認(rèn)為連續(xù)循環(huán)噴泉樣式的控制程序，按鈕SB3為連續(xù)按鈕，在第5邏輯行中輸入繼電器I0.2為常閉觸點(diǎn)，按鈕SB4為單步按鈕，第5邏輯行中輸入繼電器I0.3為常開(kāi)觸點(diǎn)，當(dāng)按下此按鈕，繼電器I0.3觸點(diǎn)閉合，位存儲(chǔ)器M0.2接通并自鎖，其在第1邏輯行中的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，噴泉樣式進(jìn)入一次運(yùn)行狀態(tài)。選擇默認(rèn)狀態(tài)，按下SB5，第6行中輸入繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，位存儲(chǔ)器M0.4接通并自鎖，其在第2、14、15、16、17、18

36、邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，進(jìn)入第一種噴泉樣式，輸出繼電器Q0.0被接通，大水柱控制接觸器KM1通電閉合，大水柱“1” 射向天空。同時(shí)在第2邏輯行中的M0.0、M0.4的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，定時(shí)器T37被接通開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)3s后，T37動(dòng)作，第3邏輯行的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，定時(shí)器T38被接通并開(kāi)始計(jì)時(shí)，又經(jīng)過(guò)3s后，T38動(dòng)作，第4邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合一個(gè)掃描周期使得位存儲(chǔ)器M0.1閉合一個(gè)掃描周期。M0.1在第11邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合一個(gè)掃描周期，將字元件MW10中的內(nèi)容向左移1位，即將M10.0中的“1”的內(nèi)容移至位存儲(chǔ)器M10.1中，M10.1閉合。由于M10.1接通，其在第14邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉

37、合，輸出繼電器Q0.1被接通，中水柱控制接觸器KM2通電閉合，中水柱噴出。又經(jīng)過(guò)6s后，M0.1在第6邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合一個(gè)掃描周期，將字元件MW10中的內(nèi)容向左移一位，即將M10.1中“1”的內(nèi)容移至位存儲(chǔ)器M10.2中，M10.2閉合其在第14、16邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Q0.0、Q0.2被接通，噴出大水柱、小水珠。經(jīng)過(guò)第7個(gè)6s后，“1”被移至位存儲(chǔ)器M10.7中，M10.7第14、15、16、17、18邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合；所有輸出繼電器全部閉合，所有噴泉一起噴發(fā)。又經(jīng)過(guò)6s后，“1”被移至位存儲(chǔ)器M11.0中，M11.0在第12邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使字元件MW1

38、0中M10.0-M11.0的各位復(fù)位為“0”，第10邏輯行中的M10.7復(fù)位，M10.0接通，M10.0在第14邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合；Q0.0被接通，大水柱噴發(fā)。如此不斷循環(huán)，直到按下SB2。重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 5 程序調(diào)試5 程序調(diào)試調(diào)試步驟如圖所示：（1）按下啟動(dòng)按鈕，噴泉進(jìn)入待命狀態(tài)，如圖5-1所示。圖5-1程序調(diào)試圖（2）選擇單步運(yùn)行，如圖5-2所示。圖5-2程序調(diào)試圖（3）按下第一種運(yùn)行方式，噴泉開(kāi)始運(yùn)行，如圖5-3所示。圖5-3程序調(diào)試圖當(dāng)噴泉第八種噴射花樣結(jié)束后，噴泉進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)。在此調(diào)試過(guò)程中，主要觀察噴射花樣的運(yùn)行是否符合程序的設(shè)定。其余三種循環(huán)方式，

39、也是在噴泉處于單步運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行調(diào)試。噴泉的四種循環(huán)方式選擇開(kāi)關(guān)，可在噴泉處于單步運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行調(diào)試。噴泉運(yùn)行狀態(tài)下，按下噴泉循環(huán)方式選擇按鈕，完成四種方式間的切換調(diào)試。以上調(diào)試完成后，噴泉在默認(rèn)（連續(xù)）狀態(tài)下啟動(dòng)，噴泉一直運(yùn)行下去。重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 結(jié)論6 結(jié)論通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，利用 PLC在控制上的優(yōu)越性，使噴泉在實(shí)際生活中的噴水花樣，變化更多，更加完美。本設(shè)計(jì)采用PLC控制,利用PLC體積小、功能強(qiáng)、可靠性高,且具有較大的靈活性和可擴(kuò)展性的特點(diǎn),通過(guò)改變噴泉的控制程序或改變方式選擇開(kāi)關(guān),就可以改變花樣噴泉的噴水規(guī)律,從而變換出各式花樣,以適應(yīng)不同季節(jié)、不同場(chǎng)合

40、的噴水要求。能給人的視覺(jué)系統(tǒng)帶來(lái)一種更加美的享受。噴泉是人工環(huán)境中觀賞價(jià)值最高、最富有生命力的理想景觀之一。規(guī)模可大可小，射程可高可低，噴出的水，大者如珠，細(xì)者如霧，變化萬(wàn)千，引人入勝。重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 致謝致謝本畢業(yè)設(shè)計(jì)從開(kāi)始工作到最終的完成都離不開(kāi)我的指導(dǎo)老師羅玉龍老師的悉心指導(dǎo)和幫助。羅老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無(wú)私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。從羅老師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向羅老師致以最衷心的感謝和深深的敬意。在完成設(shè)計(jì)的過(guò)程中，感謝眾多同學(xué)和任課教師的熱情幫助。最后，衷心感謝各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)審，有不足之處，

41、敬請(qǐng)批評(píng)指正。重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 SIMATIC S7-200系統(tǒng)手冊(cè)M，北京：西門(mén)子（中國(guó)）有限公司,2004年2 西門(mén)子S7-200可編程序控制器系統(tǒng)手冊(cè)M.西門(mén)子有限公司,1999年3 SIEMENS公司的S7-200用戶(hù)指南M，工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2002年4 S7-200可編程序控制器系統(tǒng)手冊(cè)M，工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2001年5 吳愛(ài)萍，PLC控制的設(shè)計(jì)技巧，25-255 頁(yè), 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào),2003年6 吳明洞，PLC控制的設(shè)計(jì)技巧，3-107 頁(yè), 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào),2003年7 廖常初，S7-200 基礎(chǔ)教程，98-103 頁(yè), 北京機(jī)

42、械工業(yè)出版社，2006年8 廖常初，PLC應(yīng)用技術(shù)問(wèn)答，64-259 頁(yè),北京機(jī)械工業(yè)出版社，2006年論文原創(chuàng)性聲明本人以信譽(yù)聲明：所呈交的畢業(yè)論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的設(shè)計(jì)（研究）工作及取得的成果，論文中引用他（她）人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨(dú)立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學(xué)院或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用其材料。與我一同工作的同志對(duì)本設(shè)計(jì)（研究）所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。畢業(yè)論文作者（簽字）： 簽字日期： 年 月 日內(nèi)部資料僅供參考9JWKffwvG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZF

43、edswSyXTy#&QA9wkxFyeQ!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQGn8xp$R#&#849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpaza

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