花式噴泉的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

1、花式噴泉的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計目 錄1 引言11.1 可編程控制器PLC的發(fā)展背景與研究意義11.2 可編程控制器PLC控制花式噴泉的優(yōu)勢21.3 可編程控制器PLC在國際上的發(fā)展現(xiàn)狀21.4 可編程控制器PLC在我國的發(fā)展現(xiàn)狀、問題與對策32 PLC的組成與工作原理42.1可編程控制器PLC的分類42.2 可編程控制器PLC的特點52.3循環(huán)掃描工作方式簡介52.4 PLC的工作原理62.5 PLC的硬件組成72.6順序功能圖82.7 梯形圖82.8 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域93 花式噴泉的設(shè)計103.1 花式噴泉的設(shè)計要求103.2 花式噴泉的控制要求113.3可編程控制器PLC的選取與其特點113

2、.4 基于PLC花式噴泉的接口設(shè)計123.5 PLC 外部接線圖123.6花式噴泉的梯形圖133.7 花式噴泉的實驗結(jié)果193.8 實驗小結(jié)224 結(jié)束語22參考文獻(xiàn)22英文摘要24致 謝25花式噴泉的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計摘要：本文總結(jié)了可編程控制器（PLC）研究的背景和意義，評述了PLC控制系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并由此引出了該領(lǐng)域目前存在的問題。描述了可編程控制器PLC的組成與工作原理。在此基礎(chǔ)上，在花式噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計中，具體給出了花式噴泉的噴水花樣，分配了幾種噴水花樣下PLC的輸入/輸出接口、設(shè)計了PLC的外部接線圖、梯形圖。實驗結(jié)果表明，將可編程控制器PLC應(yīng)用于花式噴泉控制系統(tǒng)中，具

3、有使用方便、運行可靠、控制程序設(shè)計簡單等優(yōu)點。本文最后對可編程控制器PLC的發(fā)展趨勢進行了展望。關(guān)鍵詞:PLC；花式噴泉；控制1 引言1.1 可編程控制器PLC的發(fā)展背景與研究意義1.1.1 可編程控制器PLC的發(fā)展背景隨著微處理器和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機控制已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域?，F(xiàn)代社會要求制造業(yè)對市場需求作出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，可編程序控制器（簡稱PLC）正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用控制裝置1?？删幊绦蚩刂破鞯挠⑽臑镻rogrammable Controller，在二十世紀(jì)七十至八十年代一直簡稱為PC。

4、由于到90年代，個人計算機發(fā)展起來，也簡稱為PC；加之可編程序的概念所涵蓋的范圍太大，所以美國AB公司首次將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器（PLC，Programmable Logic Controller），為了方便，仍簡稱PLC為可編程序控制器。有人把可編程序控制器組成的系統(tǒng)稱為PCS可編程序控制系統(tǒng)，強調(diào)可編程序控制器生產(chǎn)廠商向人們提供的已是完整的系統(tǒng)了。PLC是模仿繼電器控制原理發(fā)展起來的。1.1.2 可編程控制器PLC的研究意義可編程序控制器，是微機技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制

5、的專用計算機2 。作為通用工業(yè)控制計算機，30年來，可編程控制器從無到有，實現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到存儲邏輯的飛躍；其功能從弱到強，實現(xiàn)了從邏輯控制到數(shù)字控制的進步；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實現(xiàn)了單體設(shè)備簡單控制到勝任運動控制、過程控制及集散控制等各種任務(wù)的跨越3。今天的可編程控制器正在成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在世界各地發(fā)揮著越來越大的作用，因此，PLC的應(yīng)用也就成為了一個熱點問題。在PLC誕生之前，工業(yè)控制設(shè)備的主流品種是以繼電器、接觸器為主體的控制裝置。繼電器、接觸器是一些電磁開關(guān)，后來隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，使用繼電器電路構(gòu)成工業(yè)控制系統(tǒng)的缺陷不斷地暴露出來，在20世紀(jì)607

6、0年代，社會的進步要求制造出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本、高質(zhì)量的產(chǎn)品以滿足市場需要，不斷的提出改善生產(chǎn)機械功能的要求。加上當(dāng)時電子技術(shù)已經(jīng)有了一定的發(fā)展，于是人們開始尋求一種以存儲邏輯代替接線邏輯的新型工業(yè)控制設(shè)備，這就是我們現(xiàn)在所說的PLC4。1.2 可編程控制器PLC控制花式噴泉的優(yōu)勢目前，在游人和居民經(jīng)常光顧的場所，如公園、廣場、旅游景點及一些知名建筑前，經(jīng)常會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)雅的音樂中，更使人心曠神怡，流連忘返。在大型廣場或景區(qū)的噴泉控制系統(tǒng)中，應(yīng)用單片機控制原理，通過可控硅作為功率開關(guān)元件,完成

7、對潛水泵間歇工作的控制，可實現(xiàn)各種花樣的噴水，但是這種控制系統(tǒng)在實踐中存在以下缺點：由于可控硅承受過電壓、過電流的能力差，因而不能長時間運行；需要配置較多的保護電路；程序的增減、修改和運行監(jiān)視不靈活；抗干擾能力差；功率因數(shù)較低等。為有效解決上述問題,確保控制系統(tǒng)的正常運行，采用PLC來控制噴泉控制系統(tǒng)。若采用PLC控制，利用PLC體積小、功能強、可靠性高，且具有較大的靈活性和可擴展性的特點，通過改變噴泉的控制程序或改變方式選擇開關(guān)，就可以改變花式噴泉的噴水規(guī)律，從而變換出各式花樣，以適應(yīng)不同季節(jié)、不同場合的噴水要求。所以使用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5。

8、若需要改變噴水花樣和噴水時間,設(shè)計方案不必作很大調(diào)整，只要把控制程序作相應(yīng)的修改,即可實現(xiàn)控制目的6。1.3 可編程控制器PLC在國際上的發(fā)展現(xiàn)狀自二十世紀(jì)六十年代美國推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來，PLC得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。同時，PLC的功能也不斷完善。隨著計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)、控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運動控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。目前，PLC在小型化

9、、大型化、大容量、強功能等方面有了質(zhì)的飛躍，使早期的PLC從最初的邏輯控制、順序控制，發(fā)展成為具有邏輯判斷、定時、計數(shù)、記憶和算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信及PID回路調(diào)節(jié)等功能的現(xiàn)代PLC。 PLC之所以有生命力，在于它更加適合工業(yè)現(xiàn)場和市場的要求：高可靠性、強抗各種干擾的能力、編程安裝使用簡便、低價格長壽命。它的輸入輸出端更接近現(xiàn)場設(shè)備，不需添加太多的中間部件或需要更多的接口，這樣節(jié)省了用戶時間和成本。PLC的下端(輸入端)為繼電器、晶體管和晶閘管等控制部件，而上端一般是面向用戶的微型計算機。PLC的應(yīng)用領(lǐng)域目前也在不斷擴大，并延伸到過程控制、批處理、運動和傳動控制、無線電遙控以至實現(xiàn)全廠的

10、綜合自動化。PLC的技術(shù)發(fā)展除了小型化、超高速，大容量存儲器，多CPU，多任務(wù)并行運行外，PLC的開放性更大，通信聯(lián)網(wǎng)能力更強，集成化軟件更優(yōu)。標(biāo)準(zhǔn)化的IEC61131-3PLC編程語言已被眾多PLC廠商所接受，其推廣速度越來越快。軟PLC的應(yīng)用范圍將更廣7。1.4 可編程控制器PLC在我國的發(fā)展現(xiàn)狀、問題與對策進入90年代，我國的可編程序控制器進入了廣泛發(fā)展階段，但是目前我國的可編程序控制器的發(fā)展主要面臨著三大問題。一是技術(shù)層面上的，在國際上可編程序控制器迅速發(fā)展的形勢下，我國還沒有具有自主知識產(chǎn)權(quán)，能夠參與國際競爭的可編程序控制器產(chǎn)品，原因主要在于我國的整個基礎(chǔ)工業(yè)還有一定差距。二是競爭層

11、面上的，實際上也是一個經(jīng)濟競爭的問題。現(xiàn)在95%的國內(nèi)市場由外國的可編程序控制器產(chǎn)品所占領(lǐng)，中、大型可編程序控制器中，幾乎全部由國外幾大公司壟斷，隨著我國使用可編程序控制器領(lǐng)域的不斷擴大，市場越來越大，然而國外幾大公司幾乎每年都會針對市場推出新的產(chǎn)品，一旦人們使用了新的產(chǎn)品后，他們就會逐漸的提高產(chǎn)品市場價格，沒有我國自己的自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，在經(jīng)濟競爭中就只能處于被動。三是市場秩序?qū)用嫔系?，隨著我國改革開放的不斷深入，特別是加入WTO后，我國巨大的市場份額極大的吸引了國外的大公司，他們開拓市場的方法都是采用大范圍建立代理銷售渠道，每個公司的分銷商、系統(tǒng)集成商都會有數(shù)十家，甚至上百家之多，造成了

12、我國的分銷商、系統(tǒng)集成商之間的激烈競爭，而這些無序的競爭為國際大公司分而治之、獲取穩(wěn)定的高額利潤創(chuàng)造條件8。面對這些問題，我國可編程序控制器的發(fā)展應(yīng)該采取如下對策： (1) 面對如此巨大的市場，我國應(yīng)該集中資金和技術(shù)力量，盡快研制生產(chǎn)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的可編程序控制器的系列產(chǎn)品，就像以前的家電行業(yè)一樣。其實隨著我國整個民族工業(yè)的不斷發(fā)展，特別是近年來芯片工業(yè)的迅速發(fā)展，推出具有國際競爭力的可編程序控制器產(chǎn)品已成為可能。(2) 繼續(xù)發(fā)揮我國科學(xué)技術(shù)人員可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)的優(yōu)勢，擴大可編程序控制器的應(yīng)用領(lǐng)域，從而帶動我國相關(guān)成套設(shè)備和軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。(3) 在擴大可編程序控制器應(yīng)用的同時，要在

13、軟件集成化上下功夫。針對不同的工業(yè)生產(chǎn)過程，形成具有我國特點的系統(tǒng)集成軟件、人機界面軟件和系統(tǒng)應(yīng)用軟件，在一些我國領(lǐng)先的工業(yè)行業(yè)中制造出具有核心技術(shù)的系統(tǒng)應(yīng)用軟件。真正形成具有國際標(biāo)準(zhǔn)的、可進行復(fù)制的模塊化軟件。采取上述策略后，我國就能在可編程序控制器的應(yīng)用上率先實現(xiàn)突破，融入全球一體化經(jīng)濟之中，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件產(chǎn)業(yè)，進而研制、開發(fā)、生產(chǎn)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)，能夠參與國際競爭的可編程序控制器產(chǎn)品9。2 PLC的組成與工作原理2.1可編程控制器PLC的分類PLC產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。對 PLC 的分類可以根據(jù)結(jié)構(gòu)、功能的差異等進行大致分類10。 按 I/O 點數(shù)分類 。P

14、LC按其 I/O 點數(shù)多少一般可分為以下 4 類： (1) 微型 PLC：I/O 點數(shù)小于 64點的 PLC 為超小型或微型 PLC。 (2) 小型 PLC：I/O 點數(shù)為 256 點以下，用戶程序存儲容量小于 8KB 的為小型 PLC。它可以連接開關(guān)量和模擬量 I/O 模塊以及其他各種特殊功能模塊，能執(zhí)行包括邏輯運算、計時、計數(shù)、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。 (3)中型 PLC：I/O 點數(shù)在 5122048 點之間的為中型 PLC。它除了具有小型機所能實現(xiàn)的功能外，還具有更強大的通信聯(lián)網(wǎng)功能、更豐富的指令系統(tǒng)、更大的內(nèi)存容量和更快的掃描速度。 (4)大型 PLC：I/O 點數(shù)

15、為 2048 點以上的為大型 PLC。它具有極強的軟件和硬件功能、自診斷功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能，它可以構(gòu)成三級通信網(wǎng)，實現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動化。按結(jié)構(gòu)分類 。PLC按其結(jié)構(gòu)可分為整體式、模塊式及疊裝式 3 種： （1）整體式 PLC 將 CPU、I/O 單元、電源、通信等部件集成到一個機殼內(nèi)的稱為整體式 PLC。（2）模塊式 PLC 模塊式 PLC 是將 PLC 的每個工作單元都制成獨立的模塊，如 CPU 模塊、I/O 模塊、電源模塊(有的含在 CPU 模塊中)以及各種功能模塊。模塊式 PLC 由母板(或框架)以及各種模塊組成。（3）疊裝式 PLC 將整體式和模塊式的特點結(jié)合起來，構(gòu)成所謂疊裝式 P

16、LC。疊裝式 PLC 將 CPU 模塊、電源模塊、通信模塊和一定數(shù)量的 I/O 單元集成到一個機殼內(nèi)，如果集成的 I/O 模塊不夠使用，可以進行模塊擴展。按功能分類 。根據(jù) PLC 所具有的功能不同，可將 PLC 分為低檔、中檔、高檔 3類： （1）低檔 PLC 具有邏輯運算、定時、計數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量的模擬量 I/O、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機控制系統(tǒng)。 （2）中檔 PLC 除具有低檔 PLC 的功能外，還具有較強的模擬量 I/O、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程 I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。

17、 （3）高檔 PLC 除具有中檔 PLC 的功能外，還增加了帶符號算術(shù)運算、矩陣運算、函數(shù)、表格、CRT可編程控制器原理與應(yīng)用顯示、打印和更強的通信聯(lián)網(wǎng)功能。2.2 可編程控制器PLC的特點可編程控制器之所以能得到飛速發(fā)展，與其自身特點是密不可分的10。（1）可靠性高，抗干擾能力強高PLC由于采用現(xiàn)大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達(dá)30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點

18、已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。（2）配套齊全，功能完善，適用性強 PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。（3）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。（4）系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大

19、減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。2.3循環(huán)掃描工作方式簡介采用循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式是PLC工作的基本原理，這種運行方式也稱為掃描工作方式。OB100是用于循環(huán)處理的組織塊，相當(dāng)于用戶程序中的主程序，它可以調(diào)用別的邏輯塊，或被中斷程序（組織塊）中斷11。圖1給出了循環(huán)掃描的過程。PLC得電或由STOP模式切換到RUN模式時，CPU執(zhí)行啟動操作，清除沒有保持功能的位存儲器、定時器和計數(shù)器，清除中斷堆棧和塊堆棧的內(nèi)容，復(fù)位保存的硬件中斷等。此外還要執(zhí)行一次用戶編寫的“系統(tǒng)啟動組織塊”O(jiān)B10

20、0，完成用戶指定的初始化操作。以后將進入周期性的循環(huán)運行。下面是循環(huán)處理各個階段的任務(wù)：（1）操作系統(tǒng)啟動循環(huán)時間控制。（2）CPU將輸出過程映像區(qū)的數(shù)據(jù)寫到輸出模塊。（3）CPU讀取輸入模塊的輸入狀態(tài)，并存入輸入過程映像區(qū)。（4）CPU處理用戶程序，執(zhí)行用戶程序中的指令。（5）在循環(huán)結(jié)束時，操作系統(tǒng)執(zhí)行所有掛起的任務(wù)，例如下載和刪除塊，接收和發(fā)送全局?jǐn)?shù)據(jù)等。（6）CPU返回第一階段，重新啟動循環(huán)時間監(jiān)控。執(zhí)行OB100啟動循環(huán)時間監(jiān)控數(shù)據(jù)寫入輸出模塊讀取輸入模塊狀態(tài)執(zhí)行用戶程序執(zhí)行其他任務(wù) 圖1 掃描過程2.4 PLC的工作原理PLC的工作原理是采用循環(huán)掃描的工作方式，在PLC中用戶程序按先

21、后順序存放，CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直到遇到結(jié)束符后又返回第一條，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。PLC的掃描過程分為內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行、程序輸出幾個階段。全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。當(dāng)PLC處于停狀態(tài)時，只進行內(nèi)部處理和通信操作服務(wù)等內(nèi)容。在PLC處于運行狀態(tài)時，從內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作12。（1）輸入處理：輸入處理也叫輸入采樣。在此階段，順序讀入所有輸入端子的通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存中所對應(yīng)的映象寄存器。在此輸入映象寄存器被刷新。接著進入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行時，輸入映象寄存器與外界隔離，即使輸入信號發(fā)生

22、變化，其映象寄存器的內(nèi)容也不會發(fā)生變化，只有在下一個掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。（2）程序執(zhí)行：根據(jù)PLC梯形圖程序掃描原則，按先左后右先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。從用戶程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時，PLC從輸入映象寄存器中讀出上一階段采入的對應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映象寄存器讀出對應(yīng)映象寄存器，根據(jù)用戶程序進行邏輯運算，存入有關(guān)器件寄存器中。對每個器件來說，器件映象寄存器中所寄存的內(nèi)容，會隨著程序執(zhí)行過程而變化。 （3）輸出處理： 程序執(zhí)行完畢后，將輸出映象寄存器，即器件映象寄存器中的Y寄存器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到

23、輸出鎖存器，通過隔離電路，驅(qū)動功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號，驅(qū)動外部負(fù)載。2.5 PLC的硬件組成一般講，PLC分為箱體式和模塊式兩種。但它們的組成是相同的，對箱體式PLC，有一塊CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，當(dāng)然按CPU性能分成若干型號，并按I/O點數(shù)又有若干規(guī)格。對模塊式PLC，有CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架。無任哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都屬于總線式開放型結(jié)構(gòu)，其I/O能力可按用戶需要進行擴展與組合13。PLC的基本結(jié)構(gòu)框圖2所示：輸入接口部件中央處理單元CPU板電源部件接口部件輸出受控元件 圖2 PLC基本結(jié)構(gòu)圖可編程控制器的硬件結(jié)構(gòu)多種

24、多樣，但其組成的一般原理基本相同，都是以微處理器為核心的結(jié)構(gòu)。通常由中央處理單元（CPU）、存儲器（RAM、ROM）、輸入輸出單元（I/O）、電源和編程器等幾個部分組成。（1）中央處理單元（CPU）PLC中的CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每臺PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。 與通用計算機一樣，

25、主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。它確定了進行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。CPU的運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。 CPU的寄存器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。CPU雖然劃分為以上幾個部分，但PLC中的CPU芯片實際上就是微處理器，由于電路的高度集成，對CPU內(nèi)部的詳細(xì)分析已無必要，我們只要弄清它在PLC中的功能與性能，能正確

26、地使用它就夠了14。CPU模塊的外部表現(xiàn)就是它的工作狀態(tài)的種種顯示、種種接口及設(shè)定或控制開關(guān)。一般講，CPU模塊總要有相應(yīng)的狀態(tài)指示燈，如電源顯示、運行顯示、故障顯示等。箱體式PLC的主箱體也有這些顯示。它的總線接口，用于接I/O模板或底板，有內(nèi)存接口，用于安裝內(nèi)存，有外設(shè)口，用于接外部設(shè)備，有的還有通訊口，用于進行通訊。CPU模塊上還有許多設(shè)定開關(guān)，用以對PLC作設(shè)定，如設(shè)定起始工作方式、內(nèi)存區(qū)等。（2）存儲器（RAM、ROM）存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器;存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器；存放工作數(shù)據(jù)的存儲器稱為數(shù)據(jù)存儲器。常

27、用的存儲器有RAM、EPROM和EEPROM。RAM是一種可進行讀寫操作的隨機存儲器存放用戶程序，生成用戶數(shù)據(jù)區(qū)，存放在RAM中的用戶程序可方便地修改。RAM存儲器是一種高密度、低功耗、價格便宜的半導(dǎo)體存儲器，可用鋰電池做備用電源。掉電時，可有效地保持存儲的信息。EPROM、EEPROM都是只讀存儲器。用這些類型存儲器固化系統(tǒng)管理程序和應(yīng)用程序。（3）輸入輸出單元（I/O單元） I/O單元實際上是PLC與被控對象間傳遞輸入輸出信號的接口部件。I/O單元有良好的電隔離和濾波作用。接到PLC輸入接口的輸入器件是各種開關(guān)、按鈕、傳感器等。PLC的各輸出控制器件往往是電磁閥、接觸器、繼電器，而繼電器有

28、交流和直流型，高電壓型和低電壓型，電壓型和電流型。 （4）電源PLC電源單元包括系統(tǒng)的電源及備用電池，電源單元的作用是把外部電源轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓。PLC內(nèi)有一個穩(wěn)壓電源用于對PLC的CPU單元和I/O單元供電。（5）編程器編程器是PLC的最重要外圍設(shè)備。利用編程器將用戶程序送入PLC的存儲器，還可以用編程器檢查程序，修改程序，監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)。除此以外，在個人計算機上添加適當(dāng)?shù)挠布涌诤蛙浖?，即可用個人計算機對PLC編程。利用微機作為編程器，可以直接編制并顯示梯形圖。2.6順序功能圖順序功能圖是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形。順序功能圖并不涉及所描述的控制功能的具體技術(shù)，

29、而是一種通用的技術(shù)語言，可以供進一步設(shè)計和在不同的人之間進行技術(shù)交流。順序功能圖是設(shè)計順序控制程序的有力工具。步、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件、有連線和動作說明是構(gòu)成順序功能圖的基本要素。在花式噴泉的設(shè)計中，本文只給出其詳細(xì)的梯形圖，而不給出順序功能圖。2.7 梯形圖其沿襲了繼電器控制電路的形式，它是在電器控制系統(tǒng)中常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡化了符號演變來的，形象、直觀、實用15。梯形圖的設(shè)計應(yīng)注意以下三點：（1）梯形圖按從左到右、從上到下的順序排列。每一邏輯行起始于左母線，然后是觸點的串、并聯(lián)接，最后是線圈與右母線相聯(lián)。（2）梯形圖中每個梯級流過的不是物理電流，而是“概念電流”，從左流向右，其兩

30、端沒有電源。這個“概念電流”只是形象地描述用戶程序執(zhí)行中應(yīng)滿足線圈接通的條件。 （3）輸入繼電器用于接收外部輸入信號，而不能由PLC內(nèi)部其它繼電器的觸點來驅(qū)動。因此，梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點，而不出現(xiàn)其線圈。輸出繼電器輸出程序執(zhí)行結(jié)果給外部輸出設(shè)備，當(dāng)梯形圖中的輸出繼電器線圈得電時，就有信號輸出，但不是直接驅(qū)動輸出設(shè)備，而要通過輸出接口的繼電器、晶體管或晶閘管才能實現(xiàn)。輸出繼電器的觸點可供內(nèi)部編程使用。可編程控制器梯形圖設(shè)計規(guī)則如下16：（1）觸點的安排梯形圖的觸點應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直分支上。（2）串、并聯(lián)的處理在有幾個串聯(lián)回路相并聯(lián)時，應(yīng)將觸點最多的那個串聯(lián)回路放在梯形圖最上面

31、。在有幾個并聯(lián)回路相串聯(lián)時，應(yīng)將觸點最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左面。（3）線圈的安排不能將觸點畫在線圈右邊，只能在觸點的右邊接線圈。（4）不準(zhǔn)雙線圈輸出如果在同一程序中同一元件的線圈使用兩次或多次，則稱為雙線圈輸出。這時前面的輸出無效，只有最后一次才有效，所以不應(yīng)出現(xiàn)雙線圈輸出。（5）重新編排電路如果電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可重復(fù)使用一些觸點畫出它的等效電路，然后再進行編程就比較容易。（6）編程順序?qū)?fù)雜的程序可先將程序分成幾個簡單的程序段，每一段從最左邊觸點開始，由上之下向右進行編程，再把程序逐段連接起來。2.8 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域PLC的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石

32、油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類17。（1）開關(guān)量的邏輯控制。這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。（2）模擬量控制。在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/

33、A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 （3）運動控制。PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。 （4）過程控制。過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模

34、塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。 （5）數(shù)據(jù)處理?，F(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 （6）通信及聯(lián)網(wǎng)。PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展，

35、工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。因此，在可預(yù)見的未來，PLC的應(yīng)用領(lǐng)域仍將非常廣泛。3 花式噴泉的設(shè)計3.1 花式噴泉的設(shè)計要求 圖3為花式噴泉的造型圖，1、2均為外環(huán)形狀的噴水管，3為內(nèi)環(huán)形狀的噴水管，4為星形噴水管。該花式噴泉有四種噴水花樣可供選擇：（1）4號噴頭噴水，延時2s后，3號噴頭噴水，在延時2s后，2號噴頭噴水，又延時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。（2）1號噴頭噴水，延時2s后，2號噴頭噴水，在延時2s后，3號

36、噴頭噴水，又延時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。（3）1號、3號噴頭噴水，延時3s后，2號、4號噴頭噴水，同時1號、3號噴頭停止噴水。如此交替運行15s后，4組噴頭全部噴水，30s后，如果為單步工作方式，則停下來；如果連續(xù)工作方式，則繼續(xù)循環(huán)下去。（4）按照1、2、3、4的順序，依次間隔2s噴水，然后一起噴水。30s后，按照1、2、3、4的順序，依次間隔2s噴水。再經(jīng)1s延時，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。圖3 花式噴泉的

37、造型圖3.2 花式噴泉的控制要求花式噴泉的工作過程是按下啟動按鈕，噴泉開始工作；按下停止按鈕，噴泉停止工作； 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； 當(dāng)單步/連續(xù)開關(guān)在單步位置時，噴泉只能按照花樣選擇開關(guān)設(shè)定的方式，運行一個循環(huán)； 花樣選擇開關(guān)用于選擇噴泉的噴水花樣，考慮以下4種噴水花樣： （1）花樣選擇開關(guān)在位置1時，按下啟動按鈕后，花式噴泉按花樣一的噴水花樣噴水。（2）花樣選擇開關(guān)在位置2時，按下啟動按鈕后，花式噴泉按花樣二的噴水花樣噴水。（3）花樣選擇開關(guān)在位置3時，按下啟動按鈕后，花式噴泉按花樣三的噴水花樣噴水。（4）花樣選擇開關(guān)在位置4時，按下啟動按鈕后，花式噴泉按花樣四

38、的噴水花樣噴水。3.3可編程控制器PLC的選取與其特點本論文選用西門子公司的S7-200系列可編程序控制器PLC。S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價格比。S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）極高的可靠性 （2）極豐富的指令集 （3）易于掌握 （4）便捷的操作 （5）豐富的內(nèi)置集成功能 （6）實時特性 （7）強勁的通訊能力 （8）豐富的擴展模塊 S7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的

39、簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機床、機械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護設(shè)備等等。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中央空調(diào)，電梯控制，運動系統(tǒng)18。3.4 基于PLC花式噴泉的接口設(shè)計花式噴泉設(shè)計方案是根據(jù)花樣選擇開關(guān)的位置信號，采用跳轉(zhuǎn)指令編程。在每一個跳轉(zhuǎn)程序段內(nèi)，采用定時器指令實現(xiàn)順序控制。PLC I/O口地址分配表如表1所示表1 PLC I/O口地址分配表輸入信號地址元件功能I0.0SB1啟動按鈕I0.1SA1花樣選擇開關(guān)位置1I0.2SA2花樣選擇開關(guān)位置2I0.3SA3花樣選擇開關(guān)位置3I0.4

40、SA4花樣選擇開關(guān)位置4I0.5SB2重復(fù)按鈕I0.6SB3停止按鈕輸出信號地址元件功能Q0.1KM1噴頭1Q0.2KM2噴頭2Q0.3KM3噴頭3Q0.4KM4噴頭43.5 PLC 外部接線圖PLC 外部接線圖如圖4所示I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6COMKM1KM2KM3KM4 S7-200 / CPU222NLCOMQ0.1Q0.2Q0.3Q0.4220V啟動花樣1花樣2花樣3花樣4重復(fù)結(jié)束圖4 PLC外部接線圖3.6花式噴泉的梯形圖3.6.1 梯形圖中的關(guān)鍵問題及實現(xiàn)I0.0代表啟動按鈕，I0.6代表停止按鈕，I0.1、I0.2、I0.3、I0.4分別代表四種

41、花樣，I0.5代表模式選擇（按下表示重復(fù)）；Q 0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4分別代表4個噴頭；中間變量M 0.1、M0.2、M0.3、M 0.4代表4個噴水階段；M1.0代表停止?fàn)顟B(tài)19。本論文的梯形圖采用西門子公司STEP 7- Micro/WIN V4.0 SP3版軟件編程并截圖而得，四種花樣的梯形圖均有截圖，因梯形圖篇幅太大，所以采用截圖后拼接的方式拼合在一起。3.6.2 梯形圖花樣一對應(yīng)的梯形圖如圖5所示圖5 花樣一對應(yīng)的梯形圖如圖5所示，花樣一對應(yīng)的梯形圖中，各網(wǎng)絡(luò)所起到的作用：網(wǎng)絡(luò)1的梯形圖程序作用是啟動噴泉進入第1步；網(wǎng)絡(luò)2作用為停止噴泉；網(wǎng)絡(luò)3為第1步,代表啟動4號噴頭

42、并且啟動2秒定時器；網(wǎng)絡(luò)4作用定時時間到進入第2步；網(wǎng)絡(luò)5為第2步,表示啟動3號噴頭并啟動2s定時器；網(wǎng)絡(luò)6作用是定時時間到進入第3步；網(wǎng)絡(luò)7為第3步,代表啟動2號噴頭和啟動2s定時器；網(wǎng)絡(luò)8為定時時間到進入第4步；網(wǎng)絡(luò)為9為第4步,表示啟動1號噴頭和啟動18秒定時器；網(wǎng)絡(luò)10表示定時時間到并判斷是否需要重復(fù)?；佣?yīng)的梯形圖如圖6所示圖6 花樣二對應(yīng)的梯形圖如圖6所示，花樣二對應(yīng)的梯形圖中，各網(wǎng)絡(luò)所起到的作用：網(wǎng)絡(luò)1的梯形圖程序作用是啟動噴泉進入第1步；網(wǎng)絡(luò)2作用為停止噴泉；網(wǎng)絡(luò)3為第1步,代表啟動1號噴頭并且啟動2秒定時器；網(wǎng)絡(luò)4作用定時時間到進入第2步；網(wǎng)絡(luò)5為第2步,表示啟動2號噴頭

43、并啟動2s定時器；網(wǎng)絡(luò)6作用是定時時間到進入第3步；網(wǎng)絡(luò)7為第3步代,表啟動3號噴頭和啟動2s定時器；網(wǎng)絡(luò)8為定時時間到進入第4步；網(wǎng)絡(luò)9為第4步,表示啟動4號噴頭和啟動30秒定時器；網(wǎng)絡(luò)10表示定時時間到并判斷是否需要重復(fù)?；尤龑?yīng)的梯形圖如圖7所示圖7 花樣三對應(yīng)的梯形圖如圖7所示，花樣三對應(yīng)的梯形圖中，各網(wǎng)絡(luò)所起到的作用：網(wǎng)絡(luò)1的梯形圖程序作用是啟動噴泉并進入第1步；網(wǎng)絡(luò)2作用為停止噴泉；網(wǎng)絡(luò)3為第1步,代表啟動1、3號噴頭并且啟動3s定時器；網(wǎng)絡(luò)4作用定時時間到進入第2步；網(wǎng)絡(luò)5為第2步,代表啟動2、4號噴頭和啟動3s定時器；網(wǎng)絡(luò)6作用是定時時間到進入第3步；網(wǎng)絡(luò)7為第3步,表示啟動

44、1、3號噴頭并且啟動3s定時器；網(wǎng)絡(luò)8為定時時間到進入第4步；網(wǎng)絡(luò)9為第4步,表示啟動2、4號噴頭和啟動3s定時器；網(wǎng)絡(luò)10表示定時時間到并進入第5步；網(wǎng)絡(luò)11為第5步,代表啟動1、3號噴頭并且啟動3s定時器；網(wǎng)絡(luò)12作用定時時間到進入第6步；網(wǎng)絡(luò)13為第6步,表示4個噴頭同時啟動，啟動30s定時器；網(wǎng)絡(luò)14作用是定時時間到判斷是否需要重復(fù)噴水。花樣四對應(yīng)的梯形圖如圖8和圖9所示圖8 花樣四對應(yīng)的部分梯形圖如圖8所示，花樣四對應(yīng)的部分梯形圖中，網(wǎng)絡(luò)1到網(wǎng)絡(luò)14所起到的作用：網(wǎng)絡(luò)1的梯形圖程序作用是啟動噴泉進入第1步；網(wǎng)絡(luò)2作用為停止噴泉；網(wǎng)絡(luò)3為第1步,代表啟動1號噴頭并且啟動2秒定時器；網(wǎng)絡(luò)

45、4作用定時時間到進入第2步；網(wǎng)絡(luò)5為第2步,表示啟動2號噴頭并啟動2s定時器；網(wǎng)絡(luò)6作用是定時時間到進入第3步；網(wǎng)絡(luò)7為第3步,代表啟動3號噴頭和啟動2s定時器；網(wǎng)絡(luò)8為定時時間到進入第4步；網(wǎng)絡(luò)為9第4步,表示啟動4號噴頭和啟動2秒定時器；網(wǎng)絡(luò)10表示定時時間到并進入第5步；網(wǎng)絡(luò)11為第5步,作用是若M2.0斷開，重復(fù)以上噴水動作（1-2-3-4），若M2.0合上，進行接下來的動作（4-3-2-1）；網(wǎng)絡(luò)12表示定時時間到，根據(jù)M2.0判斷是否需要重復(fù)一次以上噴水動作（1-2-3-4）；否則，繼續(xù)下一動作（4-3-2-1）；網(wǎng)絡(luò)13為第6步，4個噴泉全部關(guān)閉，延時1s；網(wǎng)絡(luò)14代表定時時間到

46、，進入第7步。圖9 花樣四對應(yīng)的部分梯形圖如圖9所示，花樣四對應(yīng)的部分梯形圖中，網(wǎng)絡(luò)15到網(wǎng)絡(luò)24所起到的作用：網(wǎng)絡(luò)15為第7步,其梯形圖程序作用是啟動4號噴頭并且啟動2秒定時器；網(wǎng)絡(luò)16作用定時時間到進入第8步；網(wǎng)絡(luò)17為第8步,表示啟動3號噴頭并啟動2s定時器；網(wǎng)絡(luò)18作用是定時時間到進入第9步；網(wǎng)絡(luò)19為第9步,代表啟動2號噴頭和啟動2s定時器；網(wǎng)絡(luò)20為定時時間到進入第10步；網(wǎng)絡(luò)21為第10步,表示啟動1號噴頭和啟動2秒定時器；網(wǎng)絡(luò)21為第10步，啟動1號噴泉，啟動2s定時器；網(wǎng)絡(luò)22為定時時間到，進入第11步；網(wǎng)絡(luò)23為第11步,作用是同時啟動4個噴泉，啟動30s定時器；網(wǎng)絡(luò)24表

47、示定時時間到，判斷是否需要重復(fù)噴水。3.7 花式噴泉的實驗結(jié)果采用西門子公司S7-200仿真軟件進行調(diào)試，運行時共有2組信號指示燈和一組開關(guān)可供觀察和設(shè)置。位于軟件界面下方的一組開關(guān)0至6分別對應(yīng)開啟按鈕、花樣選擇開關(guān)1、花樣選擇開關(guān)2、花樣選擇開關(guān)3、花樣選擇開關(guān)4、重復(fù)選擇按鈕、停止按鈕；位于界面中間的指示燈0至7作用是顯示下方開關(guān)的狀態(tài)；位于界面上方的指示燈1至4代表噴泉的噴頭1至噴頭4。花樣一的實驗結(jié)果如圖10所示：延時2秒延時2秒延時2秒延時18秒圖10 花樣一的實驗結(jié)果截圖花樣二的實驗結(jié)果如圖11所示：延時2秒延時30秒延時2秒延時2秒圖11 花樣二的實驗結(jié)果截圖花樣三的實驗結(jié)果如

48、圖12所示：1、3噴頭與2、4噴頭交替噴水五次延時3秒延時3秒延時30秒交替5次圖12 花樣三的實驗結(jié)果截圖花樣四的實驗結(jié)果如圖13所示：延時2秒延時2秒延時2秒延時2秒延時2秒延時2秒延時2秒延時2秒延時1秒延時2秒延時2秒延時2秒延時2秒延時30秒延時30秒圖13 花樣四的實驗結(jié)果截圖3.8 實驗小結(jié)本文的梯形圖是用西門子公司的STEP 7- Micro/WIN V4.0 SP3 版編程軟件按設(shè)計要求編制而得，在 S7-200 sim 2.0 版的仿真軟件上運行后，得到的實驗結(jié)果完全符合最初的設(shè)計要求，因此說明本文給出的梯形圖設(shè)計合理、方法得當(dāng)、邏輯正確、能夠成功地實現(xiàn)花式噴泉的預(yù)定控制要

49、求。此外，在仿真中遇到的最大難題是對軟件進行仿真設(shè)置，原因恰恰是對英文專業(yè)詞匯的匱乏和對研究缺乏一種耐心與毅力，最后在同學(xué)和導(dǎo)師的幫助下，我及時調(diào)整好心態(tài)并最終解決了這一難題。4 結(jié)束語本文介紹了可編程控制器PLC的發(fā)展背景與研究意義，分析了PLC控制花式噴泉的優(yōu)勢，總結(jié)了國內(nèi)外PLC的現(xiàn)狀與問題等。闡述了PLC控制的基本原理、組成與基本功能模塊，介紹了梯形圖的編程與設(shè)計規(guī)則。詳細(xì)闡明了花式噴泉的設(shè)計與控制要求，在此基礎(chǔ)上提出了花式噴泉的噴水花樣，在對4種噴水花樣進行分析后設(shè)計了PLC的外部接線圖、梯形圖，最后，本文選用西門子STEP 7- Micro/WIN V4.0 SP3版的仿真軟件編制

50、梯形圖，并在此基礎(chǔ)上在S7-200 sim 2.0 版仿真軟件上進行了調(diào)試，達(dá)到了按下相應(yīng)的花樣選擇開關(guān)并運行后，噴泉按相應(yīng)的花樣進行噴水的預(yù)期效果。本文尚存在不足之處，特別是在對花樣進行相應(yīng)的編程時，難免會使梯形圖有些錯誤。此外，本文只闡述了四種噴水花樣，這在實際的運用中難免會顯得單調(diào)與欠缺，并且現(xiàn)實中的花樣噴泉會有相應(yīng)的燈光與聲音效果來使噴泉更具有觀賞性，這一點是需要改進的。PLC設(shè)計控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是PLC技術(shù)將繼續(xù)向開放式控制系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)移，尤其是基于工業(yè)PC的控制系統(tǒng)，工業(yè)PC技術(shù)提供了許多功能，能夠增強PLC的功能特性。另外，越來越多的PLC供應(yīng)商開始提供Ethernet接口部件。

51、在最近的幾年間，發(fā)展比現(xiàn)有普通小PLC更加強大的PLC是種趨勢，許多PLC供應(yīng)商在其產(chǎn)品的開發(fā)過程中仍然繼續(xù)不斷地改進和提高通信性能，其開發(fā)方向主要面向于Ethernet技術(shù)和基于Web技術(shù)。盡管傳統(tǒng)PLC被應(yīng)用于離散過程控制領(lǐng)域，但現(xiàn)在，PLC已被廣泛應(yīng)用于連續(xù)過程控制領(lǐng)域，而且基于連續(xù)過程控制技術(shù)的發(fā)展趨勢正在進一步得到增長20。參考文獻(xiàn) 1廖常初編著可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)第四版.機械工業(yè)出版社.2004.12謝劍英.微型計算機控制技術(shù).國防工業(yè)出版社.2001.33施尚英.淺談PLC的應(yīng)用與發(fā)展.CAD/CAM與制造業(yè)信息化.2005(6).34陳小龍.PLC是一種可編程的控制器，相當(dāng)于一種控制設(shè)備.5郭中強.簡述PLC的應(yīng)用及使用中應(yīng)注意的問題.科學(xué)之友.2007(38):11-13 6袁任光主編.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)與實例.華南理工大學(xué)出版社.2003.12-157王永華編著.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù). 北京航空航天大學(xué). 2008.28王兆義.PLC發(fā)展的幾個特點和國產(chǎn)化.自動化博覽.2009.8-99金廣業(yè).可編程序控制器在我國的發(fā)展和應(yīng)用.自動化博覽.2004(3):310楊公源主編.可編程控制器（PLC）原理與應(yīng)用