畢業(yè)設(shè)計(jì)基于 plc 控制的花樣噴泉設(shè)計(jì)

1、唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文、創(chuàng)作）說(shuō)明書題目 基于PLC控制的花樣噴泉設(shè)計(jì)系別 自動(dòng)化工程系 班級(jí) 10港控11班 姓名 學(xué)號(hào) 108043114 指導(dǎo)教師 2013 年 3 月 17 日目 錄摘要.1關(guān)鍵字.1.21.1 概述.21.2 設(shè)計(jì)目的.21.3 研究思路和方法.22.PLC功能需求分析.32.1 PLC的產(chǎn)生.32.2 PLC的結(jié)構(gòu).42.3 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域.42.4 PLC的應(yīng)用特點(diǎn).52.5 PLC型號(hào)的選擇.62.6 PLC I/O的分配.72.7 噴泉參數(shù)的選擇及其設(shè)計(jì)方案.83.花樣噴泉控制系統(tǒng)的總設(shè)計(jì).10 3.1 PLC控制花樣噴泉運(yùn)行要求.10 3.2

2、噴泉的運(yùn)行流程圖.10 3.3噴泉的運(yùn)行過程.11 3.4噴泉控制原理.11 3.5花樣噴泉PLC控制接線圖.11 3.6花樣噴泉PLC控制輸入輸出點(diǎn)分配.12 3.7花樣噴泉PLC控制梯形圖.13設(shè)計(jì)總結(jié).22參考文獻(xiàn).23附錄一潛水泵結(jié)構(gòu)圖及參數(shù).24 附錄二程序清單.25基于PLC控制的花樣噴泉設(shè)計(jì) 馬榕 (10港控11班)摘 要在游人和居民經(jīng)常光顧的場(chǎng)所，如公園、廣場(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，在和諧優(yōu)雅的音樂中，更使人心曠神怡，流連忘返。本設(shè)計(jì)講述的是如何利用PLC控制噴泉噴水方式，產(chǎn)

3、生各樣的樣式，并給出了花式噴泉的噴水花樣，選擇西門子的PLC作為控制器，分配了種噴水花樣下PLC的I/O接口、設(shè)計(jì)了PLC的外部接線圖及控制梯形圖，同時(shí)用組態(tài)王軟件完成了花式噴泉系統(tǒng)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，通過人機(jī)屏面和西門子PLC之間的通訊，實(shí)現(xiàn)了小型噴泉系統(tǒng)的PLC控制。 關(guān)鍵字：PLC 噴泉 控制系統(tǒng)1.1 概述隨著人們的生活日趨小康，一些必要的美化設(shè)施逐漸興起，各式各樣的廣場(chǎng)花園越來(lái)越多，噴泉作為一項(xiàng)建筑藝術(shù)，在國(guó)內(nèi)外均有較悠久的歷史。人們隨著生活水平的提高，對(duì)美化住宅小區(qū)以及別墅環(huán)境的要求也越來(lái)越高，小型音樂噴泉成為一個(gè)發(fā)展方向。目前的水景噴泉一般包括：固定水景、時(shí)控噴泉、程控噴泉、聲控噴泉

4、、音樂噴泉類，控制方式的復(fù)雜程度由低到高。使用控制花式噴泉，具有使用方便、運(yùn)行可靠、控制程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，若需要改變噴水花樣和噴水時(shí)間，不必做很大調(diào)整，只要相應(yīng)修改控制程序，即可實(shí)現(xiàn)控制目的。這樣的地方又怎能少了噴泉呢? 多花樣噴泉形式多樣，常常能吸引人們的眼球，同時(shí)水又增加了環(huán)境的靈動(dòng)性，多花樣噴泉已經(jīng)成為人們建造各類娛樂廣場(chǎng)的必需設(shè)施。那些控制簡(jiǎn)便，花樣較多，價(jià)格低廉的噴泉慢慢成為建設(shè)者的首選?，F(xiàn)今，多花樣噴泉的制造，延襲傳統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)代，正日益成為人們或出于對(duì)環(huán)境的追求，或?yàn)榱司邮业拿阑鹊?，而得到眾多品位人士的追求。本設(shè)計(jì)的多花樣噴泉采用西門子編程軟件進(jìn)行PLC編程，利用PLC的工作

5、原理，結(jié)合按鈕、開關(guān)、電源電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，將軟件和硬件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多花樣噴泉各種模式的變化以及控制。通過對(duì)實(shí)例工程的模擬，熟悉掌握了PLC編程和程序調(diào)試方法。進(jìn)一步了解PLC的I/O連接。進(jìn)一步熟悉定時(shí)移位的編程指令的應(yīng)用，用PLC構(gòu)成噴泉系，學(xué)習(xí)電氣可編程中的基本實(shí)驗(yàn)器件及PLC編程等的綜合應(yīng)用。鞏固和加深對(duì)PLC編程控制器的理解和應(yīng)用。掌握硬件實(shí)驗(yàn)裝置的方法。本次設(shè)計(jì)的題目是花樣噴泉系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)基于西門子 S7-200 PLC編程，設(shè)計(jì)了花樣噴泉系統(tǒng)。花樣噴泉控制系統(tǒng)的主要任務(wù)就是改變噴泉的噴水樣式，以達(dá)到有規(guī)律的改變噴泉噴水樣式的目的。按下啟動(dòng)按鈕，噴泉裝置開始工作，按

6、下停止按鈕，噴泉控制裝置停止工作。噴泉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)選擇單步時(shí)，噴泉只能按照花樣選擇開關(guān)設(shè)定的方式，運(yùn)行一個(gè)循環(huán)；當(dāng)單步連續(xù)開關(guān)選擇連續(xù)時(shí)，噴泉按照花樣選擇開關(guān)設(shè)定的方式，運(yùn)行多個(gè)循環(huán)，直至按下停止按鈕?；友h(huán)方式選擇開關(guān)用于選擇噴泉的噴水花樣，本文設(shè)計(jì)四種噴水花樣循環(huán)。PLC控制系統(tǒng)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)。用 PLC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，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性，而且，美化了我們的生活環(huán)境，使我們的生活環(huán)境更加安逸、舒適。因此PLC控制系統(tǒng)具有一定的工程應(yīng)用和推廣價(jià)值?？删幊?/p>

7、控制器是繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制出上開發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展成以微器處理為核心把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。早期的可編程控制器在功能上只進(jìn)行邏輯控制，稱為可編程邏輯控制（programmable logic controller）簡(jiǎn)稱PLC。隨著技術(shù)的發(fā)展，其控制功能不斷增強(qiáng)?，F(xiàn)在的可編程控制還可進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、模擬量控制，因此，美國(guó)電器制造協(xié)會(huì)（NEMA）于1980年將它命名為可編程控制器（Programmable controller) 簡(jiǎn)稱PC。但容易同個(gè)人計(jì)算機(jī)（personal computer）相混淆，現(xiàn)又把可編程控制器稱為PLC。它已基本上替代傳統(tǒng)的繼

8、電器控制系統(tǒng)，成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中最重要、應(yīng)用最多的控制裝置，居工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化三大支柱（可編程控制器、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造）的首位。1987年2月，國(guó)際電工委員會(huì)頒布可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案中將其進(jìn)一步定義為：“可編程控制器式一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、技術(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(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)過程。2.1 PLC的產(chǎn)生PLC是在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中產(chǎn)生的，20世紀(jì)60年代么末，美國(guó)汽車制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈。為適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，美國(guó)通用汽車公司（G

9、M）對(duì)控制系統(tǒng)提出要求為：（1）能替代由各種繼電器、定時(shí)器、接觸器及其主令電器等按一定的邏輯關(guān)系用導(dǎo)線連接起來(lái)的控制系統(tǒng)，由傳統(tǒng)的繼電接觸器控制，它簡(jiǎn)單易懂，價(jià)格低廉，能夠滿足生產(chǎn)工藝改動(dòng)頻繁的需要；（2）編程簡(jiǎn)單；（3）模塊式結(jié)構(gòu)；（4）輸入、輸出電壓為交流115V(美國(guó)標(biāo)準(zhǔn))，輸出能直接驅(qū)動(dòng)繼電器和電磁閥；（5）抗電磁干擾強(qiáng)；（6）具有數(shù)據(jù)通信功能。就是把繼電接觸器控制的優(yōu)點(diǎn)與計(jì)算機(jī)的功能齊全、靈活性、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，用計(jì)算機(jī)的編程軟件邏輯易于修改來(lái)代替繼電接觸器控制的硬接線邏輯不易修改。美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）在1969年根據(jù)上述要求，研制出世界上首臺(tái)可編程控制器，并在美國(guó)通用

10、汽車公司的汽車裝配現(xiàn)上應(yīng)用成功，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)裝配線的自動(dòng)控制。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2-1如下：輸出部件外設(shè)I/O接口存儲(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硬件結(jié)構(gòu)圖圖2-1 PLC硬件結(jié)構(gòu)圖PLC的軟件系統(tǒng)是指PLC

11、所使用的各種程序的集合，通?？煞譃橄到y(tǒng)程序和用戶程序兩大部分。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。用戶程序是由用戶根據(jù)控制需要而編寫的程序。硬件系統(tǒng)和軟件系統(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的應(yīng)用領(lǐng)域目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類： （1）開關(guān)量邏輯控制取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷

12、機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 （2）工業(yè)過程控制在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量（即模擬量），PLC采用相應(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來(lái)處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。 （3）運(yùn)動(dòng)控制 PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。 （4）數(shù)據(jù)處理 PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、

13、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)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。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 (5)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。隨著工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。2.4 PLC的應(yīng)用特點(diǎn)（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(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(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。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(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分

14、之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)將極高的可靠性。 （2）配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容

15、易。 （3）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門。 （4）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)日常維護(hù)也變得容易起來(lái)，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。2.5 PLC型號(hào)的選擇PLC產(chǎn)品的種類繁多。PLC的型號(hào)不同,對(duì)應(yīng)著其結(jié)構(gòu)形式、性能、

16、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等均各不相同,適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此,合理選用PLC,對(duì)于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。 PLC機(jī)型的選擇PLC的選擇主要應(yīng)從PLC 的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。PLC機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下,力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。選擇時(shí)應(yīng)主要考慮到合理的結(jié)構(gòu)型式,安裝方式的選擇,相應(yīng)的功能要求,響應(yīng)速度要求,系統(tǒng)可靠性的要求,機(jī)型盡量統(tǒng)一等因素。（1）合理的結(jié)構(gòu)型式PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。整體式PLC的每一個(gè)I/O點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜,且體積相對(duì)

17、較小,一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴(kuò)展靈活方便,在I/O點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、I/O模塊的種類等方面選擇余地大,且維修方便,一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。（2）安裝方式的選擇PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程I/O式以及多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程I/O硬件,系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)程I/O式適用于大型系統(tǒng),系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣,遠(yuǎn)程I/O可以分散安裝在現(xiàn)場(chǎng)裝置附近,連線短,但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程I/O電源；多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)備分別獨(dú)立控制,又要相互聯(lián)系的場(chǎng)合,可以選用小型PLC,但必須要附加通訊模塊。（3）相應(yīng)的

18、功能要求一般小型(低檔)PLC具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能,對(duì)于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。對(duì)于以開關(guān)量控制為主,帶少量模擬量控制的系統(tǒng),可選用能帶A/D和D/A轉(zhuǎn)換單元,具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔PLC。對(duì)于控制較復(fù)雜,要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算 、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能,可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度,選用中檔或高檔PLC。但是中、高檔PLC價(jià)格較貴,一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場(chǎng)合。（4）響應(yīng)速度要求PLC是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器,不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用PLC,或者某些功能或信號(hào)有特殊的速度要求時(shí),則應(yīng)該慎重考

19、慮PLC的響應(yīng)速度,可選用具有高速I/O處理功能的PLC,或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等。（5） 系統(tǒng)可靠性的要求對(duì)于一般系統(tǒng)PLC的可靠性均能滿足。對(duì)可靠性要求很高的系統(tǒng),應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。（6） 機(jī)型盡量統(tǒng)一一個(gè)企業(yè),應(yīng)盡量做到PLC的機(jī)型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問題：1)機(jī)型統(tǒng)一,其模塊可互為備用,便于備品備件的采購(gòu)和管理。2)機(jī)型統(tǒng)一,其功能和使用方法類似,有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高。3)機(jī)型統(tǒng)一,其外部設(shè)備通用,資源可共享,易于聯(lián)網(wǎng)通信,配上位計(jì)算機(jī)后易于形成一個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。綜上，本設(shè)計(jì)選擇西門子 S7-200 PLC。2.6 噴

20、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4m。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)水池的半徑分別為4m、5m、6m。如圖2-2所示：圖2-2 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=10m，中水柱高度h=7m，小水柱高度h=5m，花朵噴泉和旋轉(zhuǎn)噴泉的噴水高度h=4m。及其設(shè)計(jì)方案QSP型噴泉是由潛水電機(jī)和水

21、泵連接組合而成。該產(chǎn)品符合JB/T8092-1996標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，獲得全國(guó)生產(chǎn)許可證。該產(chǎn)品經(jīng)過不多的改進(jìn)和完善，其結(jié)構(gòu)合理，外形 美觀，工作可靠，適應(yīng)頻繁啟動(dòng)而且響應(yīng)速度快，安裝方便，對(duì)水源無(wú)污染，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉，工礦排水，水景噴泉，水產(chǎn)養(yǎng)殖，魚塘增氧，防洪排澇等。使用條件：見附錄一花樣噴泉集成輸入模塊、控制模塊、輸出模塊等電路，能夠進(jìn)行多花樣噴泉控制?；ㄊ絿娙脑煨蛨D2-3：432 1圖2-3 花式噴泉的造型圖 圖2-3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

22、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。 3.1 PLC控制花樣噴泉運(yùn)行要求（1）、按下啟動(dòng)按鈕，噴泉進(jìn)入運(yùn)行等待狀態(tài)。（2）、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)行方式。（3）、按下噴泉噴水花樣的循環(huán)方式按鈕，噴泉開始運(yùn)行，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

23、式立刻改變。（4）、按下停止按鈕，噴泉停止運(yùn)行。按下啟動(dòng)按鈕選擇單步、連續(xù)按鈕選擇花樣循環(huán)方式（四種）花樣一花樣一花樣一花樣一花樣二花樣二花樣二花樣二花樣三花樣七花樣三花樣三花樣四花樣四花樣五花樣四花樣五花樣五花樣四花樣五花樣六花樣六花樣六花樣七花樣七花樣三花樣七花樣六花樣八花樣八花樣八花樣八停止停止停止停止圖3-1噴泉的運(yùn)行流程圖按下噴泉控制系統(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)過程分為8段，每段6s，且自動(dòng)轉(zhuǎn)換，全過程為48s。當(dāng)單步連續(xù)開關(guān)置于連續(xù)，花樣選擇開關(guān)置于1時(shí)，其噴泉水柱的動(dòng)作順序如下：12

24、（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)?；舆x擇開關(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。花樣選擇開關(guān)置于4時(shí)，其噴泉水柱的動(dòng)作順序如下：12（1+3+4）（2+5）（1+2）（2+4）（2+3+4）（1+2+3+4+5）1。噴泉

25、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)，通過復(fù)位控制程序?qū)崿F(xiàn)噴泉花樣的循環(huán)，通過驅(qū)動(dòng)控制程序?qū)崿F(xiàn)噴泉的噴射。圖3-3花樣噴泉PLC控制接線圖表3-1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)名稱代號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)名稱代號(hào)輸出點(diǎn)編號(hào)啟動(dòng)按鈕SB1大水柱接觸器KM1停止按鈕SB2中水柱接觸器KM2連續(xù)按鈕SB3小水柱接觸器KM3單步按鈕SB4花朵式噴泉接觸器KM4花樣1按鈕SB5旋轉(zhuǎn)式噴泉接觸器KM5花樣2按鈕SB6-花樣3按鈕SB7-花樣4按鈕SB8-圖3-4花樣噴泉PLC控制梯形圖圖3-4中，第1

26、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M10.0接通，其在第14邏輯行中的常開觸點(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SB2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SB3為單步按鈕，第

27、5邏輯行中輸入繼電器I0.3為常開觸點(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，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SB4，第6行中輸入繼電器常開觸點(diǎn)閉合，位存儲(chǔ)器M0.4接通并自鎖，其在第2、14、15、16、17、18邏輯行中的常開觸點(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?！?”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邏輯行中的常開觸點(diǎn)閉合，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。“1”的

28、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6s后，“1”“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。通過本次畢業(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P

29、LC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)合的噴水要求。能給人的視覺系統(tǒng)帶來(lái)一種更加美的享受。該設(shè)計(jì)也存在一些優(yōu)點(diǎn)和不足：優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，變化模式可選，可單步執(zhí)行；缺點(diǎn)是花樣變化較單一，用PLC邏輯控制器控制設(shè)計(jì)成本較高。致謝本畢業(yè)設(shè)計(jì)從開始工作到最終的完成都離不開我的指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和幫助。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。在老師指導(dǎo)下，我學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，在此我要向老師致以最衷心的感謝和深深的敬意。在完成設(shè)計(jì)的過程中

30、，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，敬請(qǐng)批評(píng)指正。 2013年4月15日 1徐國(guó)林.PLC應(yīng)用技術(shù). 北京：北京工業(yè)出版社，2007.2王芹.滕今朝.可編程程控制器技術(shù)及應(yīng)用. 天津：天津大學(xué)出版社，20093李輝.S7-200PLC編程原理與工程實(shí)訓(xùn). 北京:北京航天航空大學(xué)出版社，2007.4廖常初.PLC編程及應(yīng)用. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.5西門子S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè). 西門子，1999.6吳明洞.PLC控制的設(shè)計(jì)技巧. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2003.7陶權(quán).韋瑞錄.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試. 北京理工大學(xué)出版社，2011. 附錄一潛水泵結(jié)構(gòu)圖及參數(shù)（1）電泵應(yīng)完全浸入水中運(yùn)行，潛水深度不小于0.5米，不大于5米。環(huán)境水溫度應(yīng)不高于40攝氏度。（2）工作介