花式噴水池裝置PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試

38/43 XXXXX學(xué)院課程設(shè)計(jì)講明書設(shè)計(jì)題目:花式噴水池裝置PLC操縱程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試學(xué)生姓名：XXXXX學(xué)號(hào)：XXXXX專業(yè)班級(jí)：XXXXX指導(dǎo)教師：XXXXX2012年12月8日內(nèi)容摘要花式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。在游人和居民光顧的場(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)修建一些噴水池供人們休閑、觀賞，這些噴水池按一定的規(guī)律改變噴水式樣。而且隨著可編程操縱器在我國(guó)的迅速進(jìn)展，對(duì)花式噴泉的操縱要求也越來越高，使得越來越多的操縱部分需要可編程操縱器來實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)書以4環(huán)花式噴水池為研究對(duì)象，采納了西門子s7-200系列可編程序操縱器作為噴水池的操縱器。對(duì)花式噴水池的操縱系統(tǒng)的總體功能進(jìn)行了分析，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件配置、設(shè)計(jì)方案及軟件設(shè)計(jì)順序功能圖。本設(shè)計(jì)改善了噴泉系統(tǒng)的操縱品質(zhì)，并真正地達(dá)到了實(shí)時(shí)操縱的要求。當(dāng)操縱要求發(fā)生改變時(shí)，只需要改變程序，硬件接線不變或作較小變動(dòng)即可，方便簡(jiǎn)單。而且采納PLC操縱時(shí)，利用其體積小、功能強(qiáng)、可靠性高，并具有較大的靈活性和可擴(kuò)展性的特點(diǎn)，改變操縱方式或改變選擇開關(guān)，即可改變噴水規(guī)律，變換出不同的花樣。因此PLC在當(dāng)前工業(yè)操縱中得到廣泛應(yīng)用。關(guān)鍵詞：花式噴水池裝置；PLC設(shè)計(jì)；定時(shí)器目錄第1章引言……………11.1花式噴水池裝置PLC操縱程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試內(nèi)容簡(jiǎn)介………11.2花式噴水池裝置PLC操縱程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試設(shè)計(jì)要求…………21.3花式噴水池裝置PLC操縱程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試設(shè)計(jì)思想…………2第2章花式噴水池裝置PLC操縱系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)……………32.1花式噴水池裝置PLC操縱系統(tǒng)運(yùn)行框圖………32.2花式噴水池裝置PLC操縱系統(tǒng)PLC選型………32.3花式噴水池裝置PLC操縱系統(tǒng)I/O分配表……32.4花式噴水池裝置PLC操縱系統(tǒng)I/O接線圖……3第3章花式噴水池裝置PLC操縱系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)…………………63.1花式噴水池裝置PLC操縱程序的梯形圖………63.2花式噴水池裝置PLC操縱程序的指令表……………6結(jié)論……………………7設(shè)計(jì)總結(jié)…………………………8謝辭………………9附錄………………10參考文獻(xiàn)…………………………29第1章引言1.1花式噴水池裝置PLC操縱程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試內(nèi)容簡(jiǎn)介1．花式噴水池示意圖圖a)中4為中間噴水管，3為內(nèi)環(huán)狀噴水管，2為中環(huán)形狀噴水管，1為外環(huán)形狀噴水管。圖b)中的選擇開關(guān)可有4種選擇，可分不用4個(gè)開關(guān)模擬實(shí)現(xiàn)；單步/連續(xù)開關(guān)為“1”=單步，“0”=連續(xù)，其他為單一功能開關(guān)。2．操縱要求（1）操縱器電源開關(guān)接通后，按下啟動(dòng)按鈕，噴水裝置即開始工作。按下停止按鈕，則停止噴水。工作方式由“選擇開關(guān)”和“單步/連續(xù)”開關(guān)來決定。（2）“單步/連續(xù)”開關(guān)在單步位置時(shí)，噴水池只運(yùn)行一個(gè)循環(huán)；在連續(xù)位置時(shí)，噴水池反復(fù)循環(huán)運(yùn)行。（3）方式選擇開關(guān)用以選擇噴水池的噴水花樣，1～4號(hào)噴水管的工作方式選擇如下：a）選擇開關(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，再延時(shí)2s，2號(hào)噴水，再延時(shí)2s，1號(hào)噴水，接著一起噴水15s為一個(gè)循環(huán)。b）選擇開關(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，再延時(shí)2s，3號(hào)噴水，再延時(shí)2s，4號(hào)噴水，接著一起噴水30s為一個(gè)循環(huán)。c)選擇開關(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；交替運(yùn)行5次后，再1～4號(hào)全部噴水30s為一個(gè)循環(huán)。d）選擇開關(guān)在位置“4”——按下啟動(dòng)按鈕后，噴水池1～4號(hào)水管的工作順序?yàn)椋?→2→3→4按順序延時(shí)2s噴水，然后一起噴水30s后，1、2、3和4號(hào)水管分不延時(shí)2s停水，再等待1s，由4→3→2→1反序分不延時(shí)2s噴水，然后再一起噴水30s為一個(gè)循環(huán)。（4）不論在什么工作方式，按下停止按鈕，噴水池立即停止工作，所有存儲(chǔ)器復(fù)位。1.2花式噴水池裝置PLC操縱程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試設(shè)計(jì)要求本次的設(shè)計(jì)要求如下：1.畫出運(yùn)行框圖；2.采納PLC操縱，列出輸入輸出點(diǎn)分配表；3.畫出PLC的輸入輸出設(shè)備的接線圖；4.利用STEP7-Micro/WIN32軟件完成梯形圖、指令表的程序設(shè)計(jì)與調(diào)試；5.完成課程設(shè)計(jì)講明書1.3花式噴水池裝置PLC操縱程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試設(shè)計(jì)思想1.水池操縱電源開關(guān)接通后，工作方式由“選擇開關(guān)”和“單步/連續(xù)”開關(guān)來決定；2.“單步/連續(xù)”開關(guān)在單步位置時(shí)，噴水池只運(yùn)行一個(gè)循環(huán)；在連續(xù)位置時(shí)，噴水池反復(fù)循環(huán)運(yùn)行。按下啟動(dòng)按鈕，噴水裝置即開始工作。按下停止按鈕，則停止噴水；3.當(dāng)選擇開關(guān)在1時(shí)，按動(dòng)啟動(dòng)按鈕時(shí)程序自動(dòng)進(jìn)入開關(guān)1對(duì)應(yīng)該的程序運(yùn)行，程序運(yùn)行到最后時(shí)自行推斷是單步或連續(xù)，就入戲一個(gè)環(huán)節(jié)。當(dāng)選擇開關(guān)在2、3、4時(shí)同上。

第2章花式噴水池裝置PLC操縱系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)2.1花式噴水池裝置PLC操縱系統(tǒng)運(yùn)行框圖在許多休閑廣場(chǎng)、景區(qū)或游樂場(chǎng)里，經(jīng)?？吹絿娝匕匆欢ǖ囊?guī)律噴水或變化式樣，若在夜晚配上各種彩色的燈光顯示，更加迷人。設(shè)計(jì)一花式噴水池，采納PLC操縱是比較方便的，在花式噴水時(shí)序確定的前提下，能夠通過改變時(shí)序或者改變操縱卉關(guān)，就可改變操縱方式，達(dá)到顯現(xiàn)各種復(fù)合狀態(tài)的要求。經(jīng)分析及組員的建議本設(shè)計(jì)題目使用順序操縱指令完成，思路清晰、易于理解。而順序操縱指令是PLC生產(chǎn)廠家為用戶提供的可視功能圖編程簡(jiǎn)單化和規(guī)范化的指令。本設(shè)計(jì)中使用順序操縱指令雖梯形圖網(wǎng)絡(luò)眾多，操作比較繁瑣，但思路清晰、易于理解。故選擇順序操縱指令完成。本設(shè)計(jì)中涉及可選擇的分支和鏈接、跳轉(zhuǎn)和循環(huán)。分析系統(tǒng)及操縱要求繪出如下運(yùn)行框圖,如圖2-1所示2.2花式噴水池裝置PLC操縱系統(tǒng)PLC選型從2.1運(yùn)行框圖分析能夠明白，系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點(diǎn)8個(gè)，開關(guān)量輸出點(diǎn)4個(gè)。本系統(tǒng)采納西門子S7-200系列PLC進(jìn)行操縱。假如選用CPU226PLC或CPU224PLC，價(jià)格較高，白費(fèi)較大。參照西門子S7-200產(chǎn)品目錄，主機(jī)CPU222.它體積小，重量輕，使用壽命長(zhǎng)，編程和維護(hù)方便，故障率低，通過擴(kuò)展模塊的連接，能夠增加輸入/輸出點(diǎn)數(shù)。CPU222輸入電壓：20.4‐28.2VDC/85‐264VAC(43‐63Hz),集成了8輸入/6輸出共14個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)。可連接2個(gè)擴(kuò)展模塊。2.3花式噴水池裝置PLC操縱系統(tǒng)I/O分配表該系統(tǒng)需8個(gè)輸入和4個(gè)輸出，由以上知選CPU222即可滿足要求（CPU222有8輸入和6輸出）。見表2-1I/O分配表。2.4花式噴水池裝置PLC操縱系統(tǒng)I/O接線圖CPU222的I/O接線圖如圖2-2所示。開始NNNNYYYY單步?一起噴水30s延時(shí)時(shí)1s后,YV4~~YV1依次延時(shí)2s通電,4~1號(hào)依次噴水YV4~YV1依次延時(shí)2s斷電,4~1號(hào)依次停噴一起噴水30s單步?YV1，YV3通電,1~4號(hào)同噴水30s循環(huán)次數(shù)=5?延時(shí)3s后,YV2，YV4通電,YV1，YV3斷電,1,3號(hào)停噴,2,4號(hào)噴水單步?一起噴水30s延時(shí)2s后,YV4通電,4號(hào)噴水延時(shí)2s后,YV3通電,3號(hào)噴水延時(shí)2s后,YV2通電,2號(hào)噴水單步?一起噴水15s延時(shí)2s后,YV1通電,1號(hào)噴水延時(shí)2s后,YV2通電,2號(hào)噴水延時(shí)2s后,YV3通電,3號(hào)噴水YV1,YV3通電,1,3號(hào)同時(shí)噴水YV1~YV4依次延時(shí),2s通電,1~4號(hào)依次噴水YV1通電,1號(hào)噴水YV4通電,4號(hào)噴水啟動(dòng)啟動(dòng)啟動(dòng)啟動(dòng)開關(guān)3開關(guān)4開關(guān)2開關(guān)1選擇開關(guān)NY開始NNNNYYYY單步?一起噴水30s延時(shí)時(shí)1s后,YV4~~YV1依次延時(shí)2s通電,4~1號(hào)依次噴水YV4~YV1依次延時(shí)2s斷電,4~1號(hào)依次停噴一起噴水30s單步?YV1，YV3通電,1~4號(hào)同噴水30s循環(huán)次數(shù)=5?延時(shí)3s后,YV2，YV4通電,YV1，YV3斷電,1,3號(hào)停噴,2,4號(hào)噴水單步?一起噴水30s延時(shí)2s后,YV4通電,4號(hào)噴水延時(shí)2s后,YV3通電,3號(hào)噴水延時(shí)2s后,YV2通電,2號(hào)噴水單步?一起噴水15s延時(shí)2s后,YV1通電,1號(hào)噴水延時(shí)2s后,YV2通電,2號(hào)噴水延時(shí)2s后,YV3通電,3號(hào)噴水YV1,YV3通電,1,3號(hào)同時(shí)噴水YV1~YV4依次延時(shí),2s通電,1~4號(hào)依次噴水YV1通電,1號(hào)噴水YV4通電,4號(hào)噴水啟動(dòng)啟動(dòng)啟動(dòng)啟動(dòng)開關(guān)3開關(guān)4開關(guān)2開關(guān)1選擇開關(guān)NY結(jié)束結(jié)束圖2-1運(yùn)行框圖表2-1I/O分配表輸入信號(hào)輸出信號(hào)序號(hào)功能元件地址序號(hào)操縱對(duì)象元件地址1啟動(dòng)按鈕SB1I0.011號(hào)電磁閥KM1Q0.02選擇開關(guān)1SA-1I0.122號(hào)電磁閥KM2Q0.13選擇開關(guān)2SA-2I0.233號(hào)電磁閥KM3Q0.24選擇開關(guān)3SA-3I0.344號(hào)電磁閥KM4Q0.35選擇開關(guān)4SA-4I0.46停止按鈕SB2I0.57連續(xù)開關(guān)SB3I0.68單步開關(guān)SB4I0.7L(+)220VACL(-)ML+L1N1LI0.01ML(+)220VACL(-)ML+L1N1LI0.01MKM2Q0.2SA1-1Q0.1Q0.0I0.6I0.5I0.4I0.1I0.3I0.2KM2Q0.2SA1-1Q0.1Q0.0I0.6I0.5I0.4I0.1I0.3I0.2L(+)220VACL(-)SA1-4CPU222SA1-3SA1-2SA1L(+)220VACL(-)SA1-4CPU222SA1-3SA1-2SA1KM4KM3KM1SB3SB1SB2QKM4KM3KM1SB3SB1SB2Q0.3332LSB4I0.7SB4I0.7220VAC24VDC220VAC24VDC圖2-2I/O接線圖

第3章花式噴水池裝置PLC操縱系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)3.1花式噴水池裝置PLC操縱程序的梯形圖本系統(tǒng)采納STEP7MicroWINSP4（S7-200）V4.0軟件調(diào)試，分為兩部分：主程序和子程序,子程序有四部分,分不表示選擇開關(guān)在位置1-4時(shí)的不同噴水花樣，共有68個(gè)網(wǎng)絡(luò)。調(diào)試過程所設(shè)計(jì)梯形圖見附錄：1.梯形圖(P10)3.2花式噴水池裝置PLC操縱程序的指令表本系統(tǒng)調(diào)試過程所生成指令表見附錄：2.指令表(P25)

結(jié)論調(diào)試運(yùn)行時(shí)，當(dāng)選擇了一種工作方式并調(diào)用停止按鈕時(shí)，想再次選用其他工作方式，就不能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槲覍?duì)S0.0的置位放在了PLC由停止轉(zhuǎn)為運(yùn)行的第一個(gè)掃描周期中，這使得只有在上電的第一個(gè)周期才能調(diào)用S0.0，在組員的指導(dǎo)下，我在主程序的開始添加了一句對(duì)S0.0置位語句解決了那個(gè)問題。運(yùn)行一段時(shí)刻后，出現(xiàn)了工作現(xiàn)象混亂，比如第三種工作時(shí)，題目要求是一三運(yùn)行2S后，二四運(yùn)行2S，但是運(yùn)行幾次后，四個(gè)噴泉不能運(yùn)行，而是一直保持亮的現(xiàn)象，最后咨詢多次檢驗(yàn)后才發(fā)覺，由于我的程序語句過長(zhǎng)，PLC將上一次運(yùn)行的結(jié)果保存在存儲(chǔ)器中，因此需要通過清除操作來清除原有結(jié)果。在調(diào)試過程中出現(xiàn)了不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行工作方式，因此我發(fā)覺每次運(yùn)行時(shí)，當(dāng)選擇一個(gè)工作方式時(shí)，它的這一段順序語句中定時(shí)器不能清零，因此我在每一段程序后加了定時(shí)器清零語句，從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)功能。

設(shè)計(jì)總結(jié)通過這次對(duì)花式噴水池的PLC操縱，讓我了解了plc梯形圖、指令表、外部接線圖有了更好的了解，也讓我了解了關(guān)于PLC設(shè)計(jì)原理。有專門多設(shè)計(jì)理念來源于實(shí)際，從中找出最適合的方式和方法。盡管本次課程設(shè)計(jì)是要求自己獨(dú)立完成，然而，彼此依舊脫離不了集體的力量，遇到問題和同學(xué)互相討論交流。多和同學(xué)討論。我們?cè)谧稣n程設(shè)計(jì)的過程中要不停的討論問題，如此，我們能夠盡可能的統(tǒng)一思想，如此就可不能使自己在做的過程中沒有方向，同時(shí)如此也是為了方便最后設(shè)計(jì)和在一起。討論不僅是一些思想的問題，還能夠深入的討論一些技術(shù)上的問題，如此能夠使自己的處理問題要快一些，少走彎路。多改變自己設(shè)計(jì)的方法，在設(shè)計(jì)的過程中最好要不停的改善自己解決問題的方法，如此能夠方便自己解決問題由于設(shè)計(jì)水平有限和時(shí)刻的倉促，本文中難免有錯(cuò)誤和不妥之處，但確實(shí)在設(shè)計(jì)中學(xué)到了專門多東西，提升了自己。

謝辭感謝學(xué)院和老師給了我們這次寶貴的實(shí)踐機(jī)會(huì)，對(duì)我們的能力提高特不有關(guān)心。感謝王老師不辭勞累的辛勤指導(dǎo)，對(duì)每個(gè)簡(jiǎn)單或難的問題都予以深刻的解答，是我又學(xué)到了專門多的知識(shí)。從這次課程設(shè)計(jì)中，我更加看清了自己的不足之處。為了搞好這次課程設(shè)計(jì)，通過查閱資料以及在老師和同學(xué)的關(guān)心下，最終差不多達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。通過實(shí)踐，鞏固了理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，提高了實(shí)際應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力，還積存了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。在這次的設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中，我認(rèn)識(shí)到不管做什么事，尤其是科學(xué)實(shí)踐，都需要大膽假設(shè)，小心求證。任何一個(gè)方案都要通過詳細(xì)周全的論證后才能著手去做，否則即使專門快做出來，但經(jīng)不起推敲和考驗(yàn)。關(guān)于那些要求能夠擴(kuò)展功能的課題更是如此。總之，這次實(shí)習(xí)要再次感謝王老師和小組成員的關(guān)心與支持，使自己的綜合分析能力有了專門大的提高。

附錄1.梯形圖

2.指令表TITLE=程序注釋Network1//網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題//程序初始化LDSM0.1SM0.1,1Network2//S0.0啟動(dòng)LSCRS0.0Network3//連續(xù)選擇LDI0.6ANI0.7SM0.1,1Network4//單步選擇LDI0.7ANI0.6RM0.1,1Network5//方式一啟動(dòng)LDI0.1AI0.0SCRTS0.1Network6//方式二啟動(dòng)LDI0.2ANI0.0SCRTS0.3Network7//方式三啟動(dòng)LDI0.3AI0.0SCRTS0.5Network8//方式四啟動(dòng)LDI0.4AI0.0SCRTS0.7Network9//s0.0結(jié)束SCRENetwork10//方式1開始LSCRS0.1Network11//四號(hào)噴水LDNI0.5=M0.2TONT37,20Network12//延時(shí)兩秒三號(hào)噴水LDT37=M0.3TONT38,20Network13//延時(shí)兩秒二號(hào)噴水LDT38=M0.4TONT39,20Network14//延時(shí)兩秒1號(hào)噴水LDT39=M0.5TONT40,150Network15//一起噴水15sLDT40SCRTS0.2Network16//方式一結(jié)束SCRENetwork17//連續(xù)單步選擇LSCRS0.2Network18//連續(xù)選擇LDM0.1SCRTS0.1Network19//單步選擇LDNM0.1SCRTS0.0Network20//選擇結(jié)束SCRENetwork21//方式二開始LSCRS0.3Network22//一號(hào)噴水LDNI0.5=M0.7TONT41,20Network23//延時(shí)兩秒2號(hào)噴水LDT41=M2.5TONT42,20Network24//延時(shí)兩秒三號(hào)噴水LDT42=M2.6TONT43,20Network25//延時(shí)兩秒4號(hào)噴水LDT43=M1.0TONT44,300Network26//一起噴水30秒LDT44SCRTS0.4Network27//方式二結(jié)束SCRENetwork28//方式選擇LSCRS0.4Network29//連續(xù)選擇LDM0.1SCRTS0.3Network30//單步選擇LDNM0.1SCRTS0.0Network31//選擇結(jié)束SCRENetwork32//方式三開始LSCRS0.5Network33//一號(hào)三號(hào)噴水LDNI0.5=M1.1TONT45,30Network34//一三斷電二四噴水LDT45=M1.2TONT46,30Network35//循環(huán)五次LDT46LDC20CTUC20,5Network36//一三通電同時(shí)噴水30秒LDC20TONT47,300Network37//進(jìn)入方式選擇LDT47SCRTS0.7Network38//方式三結(jié)束SCRENetwork39//方式選擇LSCRS0.6Network40//連續(xù)選擇LDM0.1SCRTS0.5Network41//單步選擇LDNM0.1SCRTS0.0Network42//選擇結(jié)束SCRENetwork43//方式四LSCRS0.7Network44//一號(hào)通電LDNI0.5=M1.3TONT48,20Network45//延時(shí)兩秒二號(hào)噴水LDT48=M1.4TONT49,20Network46//延時(shí)兩秒3號(hào)噴水LDT49=M1.5TONT50,20Network47//延時(shí)兩秒4號(hào)噴水一起噴水30sLDT50=M1.6TONT51,300Network48//四號(hào)停噴LDT51=M1.7TONT52,20Network49//3號(hào)停噴LDT52=M2.7TONT53,20Network50//2號(hào)停噴LDT53=M3.0TONT54,20Network51//1號(hào)停噴延時(shí)一秒LDT54=M2.0TONT55,10Network52//執(zhí)行s0.1LDT55SCRTS1.0Network53//s0.7結(jié)束SCRENetwork54//s1.0開始LSCRS1.0Network55//四號(hào)噴水LDI0.5=M2.1TONT56,20Network56//3號(hào)噴水LDT56=M2.2TONT57,20Network57//2號(hào)噴水LDT57=M2.3TONT58,20Network58//1號(hào)噴水一起噴水30sLDT58=M2.4TONT59,300Network59//轉(zhuǎn)到s1.1LDT59SCRTS1.1Network60//s0.7結(jié)束SCRENetwork61//s1.1開始LSCRS1.1Network62//連續(xù)選擇LDM0.1SCRTS0.7Network63//單步選擇LDNM0.1SCRTS0.0Network64//結(jié)