電氣工程及其自動化畢業(yè)論文基于PLC的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

電氣工程及其自動化畢業(yè)論文基于PLC的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄電氣工程及其自動化畢業(yè)論文基于PLC的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 1第一章西門子S7-200PLC概述 11.1可編程控制器概述 11.1.1PLC的構(gòu)成 11.1.2PLC的功能 21.1.3PLC的特點(diǎn) 31.1.4PLC的發(fā)展?fàn)顩r和前景 31.2西門子S7-200系列PLC概述 4第二章主控制器的選擇 52.1噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)定 52.1.1花式噴泉系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)概況 52.1.2花式噴泉的詳細(xì)控制規(guī)定 62.2主控制器選擇 72.3系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì) 8第三章噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 93.1噴泉控制系統(tǒng)的控制原理 93.2噴泉系統(tǒng)控制的輸入輸出點(diǎn)分派 93.3 系統(tǒng)接線分布 103.4 梯形圖分析 113.5程序運(yùn)行分析 22第四章噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序調(diào)試 23總結(jié) 29參照文獻(xiàn) 32致謝 33第一章西門子S7-200PLC概述1.1可編程控制器概述ProgrammableLogicController，即可編程控制器，是在結(jié)合了微型計(jì)算機(jī)原理和繼電器常規(guī)控制原理的前提下、充足吸取運(yùn)用微型處理器控制和繼電器次序控制的長處，并將其運(yùn)用到數(shù)字控制領(lǐng)域的新型控制器[2]。作為一種新的控制器，可編程控制器有著自身獨(dú)特的編程措施，不一樣于一般微型計(jì)算機(jī)編程語言，而是另辟蹊徑，采用梯形圖這種象形編程措施。獨(dú)特的編程語言，配合其自身的模塊化構(gòu)造，從而形成了清晰明了、直觀易懂、便于學(xué)習(xí)、易于維修的特點(diǎn)[3]?？删幊炭刂破鞑粌H可以借助其微處理器的長處，來滿足工業(yè)應(yīng)用的需求，并且可以以便專業(yè)人員的維護(hù)與檢查[4]。1.1.1PLC的構(gòu)成PLC分為兩類。其中，單元式也可稱作整體式，模塊式也可稱作組合式[5]。單元式PLC的機(jī)箱內(nèi)不僅裝有其各個(gè)部件，也可加裝擴(kuò)展模塊。模塊式PLC則將單元式PLC的每一種部件分別做成與之對應(yīng)的電路模塊，并用總線連接起來，構(gòu)成一種完整的PLC。單元式PLC的外觀較小，多用于小型機(jī)。而模塊式PLC的體積較大，配置也相對靈活，可以根據(jù)不一樣顧客的不一樣需求，配置不一樣的模塊，以滿足廣大顧客[6]。圖1-1單元式PLC構(gòu)造示意圖圖1-2模塊式PLC構(gòu)造示意圖1.1.2PLC的功能PLC自1969年問世以來，40余年間，獲得了極大的發(fā)展，已經(jīng)成為一種獨(dú)立的行業(yè)，成為自動控制裝置的主導(dǎo)。這與其強(qiáng)大的功能是分不開的[7]。PLC的重要功能如下：1）多種控制功能。2）數(shù)據(jù)處理功能。3）通信聯(lián)網(wǎng)功能。1.1.3PLC的特點(diǎn)作為一種新的控制器，可編程控制器有著自身獨(dú)特的某些長處，這些長處不僅增進(jìn)了PLC的開發(fā)和運(yùn)用，也給顧客提供了良好的顧客體驗(yàn)[8]。1）可靠性強(qiáng)，抗干擾。2）功能相對較多、合用性強(qiáng)。3）簡樸易學(xué)、便于使用。4）功耗低、性價(jià)比高。5）易于安裝、調(diào)試、維護(hù)。1.1.4PLC的發(fā)展?fàn)顩r和前景在PLC誕生之前，工業(yè)上借助于繼電器電路和接觸器電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)來滿足工業(yè)電器生產(chǎn)的需要。由于受到自身缺陷的限制，繼電器控制系統(tǒng)在對次序、時(shí)序等動作進(jìn)行控制和對開關(guān)量、模擬量等信號量進(jìn)行處理時(shí)，有著明顯的局限性[9]。在1969年，美國DEC企業(yè)研發(fā)了第一臺PLC，開辟了計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用的新局面。在隨即的七十年代，PLC技術(shù)逐漸發(fā)展并走向成熟。到了九十年代，PLC的運(yùn)算速度有了更深入的提高，功能有了愈加全面的開發(fā)，在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛[10]。近年來，伴隨技術(shù)發(fā)展，PLC的運(yùn)行速度也越來越快。在未來，PLC的發(fā)展方向?qū)⒀刂湟?guī)模和功能大體分為兩個(gè)方向。其中，大型PLC將沿著運(yùn)行速度更快、運(yùn)行容量更大的方向發(fā)展[11]。與之對應(yīng)，小型PLC將會衍生出一種體積更小、成本更低、功能卻得到提高的系列，以適應(yīng)小型控制系統(tǒng)自動化的需要。1.2西門子S7-200系列PLC概述西門子S7-200系列PLC，屬于單元式，重要用于中小型系統(tǒng)[12]。其基本構(gòu)成包括五大部分。圖1-3西門子S7-200系列PLC的系統(tǒng)構(gòu)造基本模塊也稱作CPU模塊。重要包括CPU、電源、輸入輸出單元等部件。這些單元都安裝在一種集成模塊內(nèi)，構(gòu)成了PLC的關(guān)鍵控制裝置[12]。其CPU模塊技術(shù)指標(biāo)如下：表1-1S7-200PLC的CPU模塊技術(shù)指標(biāo)第二章主控制器的選擇在考慮到花式噴泉的控制規(guī)定和控制元件的性能體現(xiàn)之后，本設(shè)計(jì)選定西門子S7-200系列PLC為控制元件。2.1噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)定本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于控制系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)。接下來就詳細(xì)的參數(shù)和設(shè)計(jì)原則做一種探討。2.1.1花式噴泉系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)概況花式噴泉系統(tǒng)重要有五種不一樣大小的噴頭構(gòu)成，五個(gè)噴頭分布在一種圓心和四個(gè)同心圓上，由內(nèi)而外分別標(biāo)定為ABCDE。從噴頭A到噴頭E，噴水的高度和強(qiáng)度依次遞減，而每一種型號的噴頭數(shù)目依次遞增?；ㄊ絿娙到y(tǒng)的噴水花式由不一樣的噴頭組合噴水而成。例如：花式一由噴頭A單獨(dú)噴水，花式三由花式噴頭ACE組合噴水，花式六由噴頭BCD組合噴水，由而花式八則由所有噴頭一齊噴水。表2-1花式噴泉系統(tǒng)噴水把戲表噴泉系統(tǒng)中，多種不一樣的噴水花式組合成了噴泉系統(tǒng)的噴水模式。噴泉系統(tǒng)的噴水模式暫設(shè)定為四種，每一種均有八種噴水花式按特定的順尋排列組合而成。其中，模式一為從花式一到花式八依次噴射；模式二只是將模式一中的花式三和花式七的噴射次序?qū)φ{(diào)；模式三則是將模式一中的花式四和花式五的次序?qū)φ{(diào)；模式四中對調(diào)的則是花式六和花式七。2.1.2花式噴泉的詳細(xì)控制規(guī)定設(shè)計(jì)的詳細(xì)控制規(guī)定大體如下。首先按下開關(guān)按鈕，電路接通，系統(tǒng)準(zhǔn)備運(yùn)行。然后，按下點(diǎn)動/持續(xù)運(yùn)行按鈕，選擇運(yùn)行方式。再按下噴水模式選擇按鈕，選擇詳細(xì)的噴水模式，噴泉進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)；最終，當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，噴泉運(yùn)行停止，電源斷開。在點(diǎn)動運(yùn)行時(shí)，需要選擇噴水模式；在持續(xù)運(yùn)行模式中，則默認(rèn)將選擇的噴水模式一直運(yùn)行下去?？刂屏鞒桃娤聢D。圖2-1噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖2.2主控制器選擇控制方式重要有四個(gè)選擇。其中包括：繼電器控制、單片機(jī)控制和PLC控制。在這其中，PLC控制又包括選用S7-200PLC和S7-300PLC?？稍诰C合考慮這四種控制方式的優(yōu)劣后，選擇一種合適的控制方案。繼電器控制系統(tǒng)常用于控制遠(yuǎn)距電路和小容量電路的關(guān)斷和接通，適于交、直流電力系統(tǒng)，并為之提供信號轉(zhuǎn)換、系統(tǒng)保護(hù)等控制作用。繼電器控制系統(tǒng)具有可輸入量種類多、線路簡樸、可用很小的控制系統(tǒng)直接控制較大的負(fù)載的長處[13]。不過由于這種控制方式對硬件依賴程度較高，輕易受到元件老化、電弧等原因的作用和粉塵、濕度等原因的干擾，其可靠性難以得到絕對的保證，受外界原因的影響較大[13]。單片機(jī)作為主控制器，在工業(yè)控制領(lǐng)域具有諸多長處。不過，單片機(jī)對使用人員的專業(yè)技術(shù)規(guī)定相對較高，必須由專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)，才能充足發(fā)揮單片機(jī)的自身優(yōu)勢；同步，單片機(jī)還具有出現(xiàn)故障后維修不易等特點(diǎn)，因此在噴泉控制方面具有一定的局限性[14]。假設(shè)選用西門子S7-300系列PLC，則可以實(shí)現(xiàn)S7-200系列PLC可以實(shí)現(xiàn)的所有功能。但花式噴泉的控制需要，卻無法完全開發(fā)運(yùn)用西門子S7-300PLC，存在一定的揮霍，并且提高了噴泉控制系統(tǒng)的成本[15]。綜合考慮四種控制器的狀況，西門子S7-200系列PLC的控制性能和設(shè)計(jì)成本適合噴泉控制系統(tǒng)的規(guī)定，因此選用其作為噴泉控制系統(tǒng)的主控制器。2.3系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)花式噴泉系統(tǒng)重要有五種不一樣大小的噴頭構(gòu)成，不一樣的噴頭噴水就組合成了不一樣的噴水花式，而將這些噴水花式按照特定的次序排列起來，使之依次噴水，就構(gòu)成了不一樣的噴水模式。系統(tǒng)共有五個(gè)噴頭，來控制五種不一樣的水柱。與之對應(yīng)，主電路中接有五個(gè)電機(jī)，對應(yīng)驅(qū)動五個(gè)噴頭。圖2-2系統(tǒng)主電路圖第三章噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1噴泉控制系統(tǒng)的控制原理參照噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，噴泉的控制程序重要由四段控制程序構(gòu)成。第一段程序，用來在點(diǎn)動運(yùn)行時(shí)，噴控制水花式的轉(zhuǎn)換。在梯形圖中，這一段程序包括網(wǎng)絡(luò)2到網(wǎng)絡(luò)4，共有3行。第二段程序，用來選擇不一樣的噴水把戲。在梯形圖中，這一段程序包括網(wǎng)絡(luò)6到網(wǎng)絡(luò)9，共有4行。第三段程序，用來在持續(xù)運(yùn)行時(shí)，控制噴水模式的循環(huán)。在梯形圖中，這一段程序包括網(wǎng)絡(luò)10到網(wǎng)絡(luò)13，共有4行。第四段程序，用來實(shí)現(xiàn)對噴頭噴水的控制。在梯形圖中，這一段程序包括網(wǎng)絡(luò)14到網(wǎng)絡(luò)18，共有5行。噴泉的控制系統(tǒng)就是通過這四種程序，來實(shí)現(xiàn)對噴泉系統(tǒng)整體的控制的。3.2噴泉系統(tǒng)控制的輸入輸出點(diǎn)分派電路中，從I0.0到I0.7的八個(gè)輸入對應(yīng)八個(gè)開關(guān)，以控制開通、關(guān)斷、持續(xù)運(yùn)行、點(diǎn)動運(yùn)行四個(gè)功能按鈕和模式一到模式四的四個(gè)選擇按鈕；從Q0.0到Q0.4的五個(gè)輸出分別對應(yīng)主電路控制的五個(gè)電機(jī)。表3-1輸入輸出點(diǎn)分派表系統(tǒng)接線分布在接線分布圖中，從I0.0到I0.7的八個(gè)輸入對應(yīng)八個(gè)開關(guān)，以控制開通、關(guān)斷、持續(xù)運(yùn)行、點(diǎn)動運(yùn)行四個(gè)功能按鈕和模式一到模式四的四個(gè)選擇按鈕。這些選擇按鈕按下，則會將輸入信號輸入到控制器中；通過控制器內(nèi)置程序的邏輯運(yùn)算，這些輸入信號將轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的輸出信號，實(shí)現(xiàn)對噴泉硬件部分的驅(qū)動。與之對應(yīng)，從Q0.0到Q0.4的五個(gè)輸出分別對應(yīng)主電路控制的五個(gè)電機(jī)，來控制五個(gè)噴頭的工作。圖3-1接線分布圖梯形圖分析圖3-2移位與循環(huán)程序（1）在這一行，M10.0左側(cè)的元件全是常閉，因此，位存儲器M10.0是導(dǎo)通的。這一行的作用，是與后續(xù)的三個(gè)網(wǎng)絡(luò)一起，控制信號的移位和循環(huán)。圖3-3移位與循環(huán)程序（2）當(dāng)M0.1閉合一種周期，信號就會傳遞到ROL-W。ROL-W的作用是將信號進(jìn)行循環(huán)移位操作。它可以將MW10中的信號，向左移動一位。詳細(xì)到這一段程序中，就是將M10.0中的信號，移動到M10.1中去。由于信號通過ROL-W之前，M10.0是導(dǎo)通的。因此，當(dāng)信號通過ROL-W之后，M10.1也變成導(dǎo)通。與之對應(yīng)，后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中的常開M10.1變?yōu)槌ｉ]圖3-4移位與循環(huán)程序（3）這一行中，M11.0與M0.3組合，形成一種自鎖。圖3-5復(fù)位程序這一行中，M11.0是一種常開，其右側(cè)元件進(jìn)行的是復(fù)位操作。這個(gè)元件可以將從M10.0開始的9個(gè)點(diǎn)復(fù)位。完畢復(fù)位后來，M10.0再次導(dǎo)通，回到初始狀態(tài)。上述四行網(wǎng)絡(luò)，完畢了系統(tǒng)中信號的循環(huán)移位和復(fù)位，為程序的第一部分圖3-6啟動控制程序這一行中，I0.0與M0.0組合，形成一種自鎖。當(dāng)按下SB1，I0.0閉合，輸入信號通過兩個(gè)常閉，抵達(dá)M0.0。當(dāng)開關(guān)SB1松開，M0.0仍然閉合，電路仍會導(dǎo)通。這一行，用來控制電路的啟動，為程序的第二部分。圖3-7延時(shí)程序（1）在上一行中形成自鎖的同步，這一行中的M0.0轉(zhuǎn)換成常閉。由于T38也是常閉的，因此，要想使T37得電，就必須使并聯(lián)的四個(gè)常開，至少有一種轉(zhuǎn)換為常閉。這四個(gè)常開，對應(yīng)的是從SB5到SB8的四個(gè)模式選擇開關(guān)。當(dāng)按下這四個(gè)開關(guān)中的一種，T37就會得電，在下一行中會出現(xiàn)對應(yīng)的響應(yīng)。圖3-8延時(shí)程序（2）上一行中的T37得電，通過30*100毫秒的延時(shí)，T38得電。與T37同樣，它也有30*100毫秒的延時(shí)。通過延時(shí)，信號在下一行中會出現(xiàn)對應(yīng)的響應(yīng)。圖3-9脈沖移位程序上一行中，通過T38延時(shí)后的信號，會傳遞到下一種元件|P|。這個(gè)元件是在檢測到一次正階躍后，會導(dǎo)通一種周期。由于T37和T38的延遲時(shí)間都是3秒，因此，該元件的一種導(dǎo)通周期就是6秒。與之對應(yīng)，其右端的M0.1會有6秒的接通時(shí)間。這三行重要控制電路中脈沖的移位，為程序的第三部分。圖3-10點(diǎn)動/持續(xù)選擇程序這一行中，I0.3與M0.2組合，形成一種自鎖。當(dāng)松開開關(guān)SB4，M0.2仍然閉合，電路仍會導(dǎo)通。由電路的端口分布不難看出，這一行用來選擇電路是點(diǎn)動運(yùn)行，還是持續(xù)運(yùn)行，為是程序的第四部分。圖3-11模式選擇程序（1）這一行中，I0.4與M0.4組合，形成一種自鎖。由于I0.4背面的四個(gè)元件都是常閉，因此，信號傳遞到網(wǎng)絡(luò)右端的M0.4，導(dǎo)致在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中的常開觸點(diǎn)M0.4閉合，進(jìn)而導(dǎo)致對應(yīng)的輸出。圖3-12模式選擇程序（2）這一行中，I0.5與M0.5組合，形成一種自鎖。由于I0.5背面的四個(gè)元件都是常閉，因此，信號傳遞到網(wǎng)絡(luò)右端的M0.5，導(dǎo)致在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中的常開觸點(diǎn)M0.5閉合，進(jìn)而導(dǎo)致對應(yīng)的輸出。圖3-13模式選擇程序（3）與網(wǎng)絡(luò)4的原理同樣，I0.6與M0.6組合，形成一種自鎖。由于I0.6背面的四個(gè)元件都是常閉，因此，信號傳遞到網(wǎng)絡(luò)右端的M0.6，導(dǎo)致在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中的常開觸點(diǎn)M0.6閉合，進(jìn)而導(dǎo)致對應(yīng)的輸出。圖3-14模式選擇程序（4）與網(wǎng)絡(luò)4的原理同樣，I0.7與M0.7組合，形成一種自鎖。由于I0.7背面的四個(gè)元件都是常閉，因此，信號傳遞到網(wǎng)絡(luò)右端的M0.7，導(dǎo)致在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中的常開觸點(diǎn)M0.7閉合，進(jìn)而導(dǎo)致對應(yīng)的輸出。這四行對應(yīng)的是噴泉噴水模式的選擇，為程序的第五部分。圖3-15輸出選擇程序（1）在這一部分程序中，當(dāng)信號導(dǎo)致M0.4和M0.7由常開變?yōu)槌ｉ]，再加上網(wǎng)絡(luò)1中對應(yīng)觸點(diǎn)的轉(zhuǎn)換，網(wǎng)絡(luò)14中產(chǎn)生對應(yīng)的輸出Q0.0，即噴頭A噴出水柱，執(zhí)行噴水任務(wù)。圖3-16輸出選擇程序（2）在這一部分程序中，當(dāng)信號導(dǎo)致M0.5由常開變?yōu)槌ｉ]，再加上網(wǎng)絡(luò)1中對應(yīng)觸點(diǎn)的轉(zhuǎn)換，網(wǎng)絡(luò)15中產(chǎn)生對應(yīng)的輸出Q0.0，即噴頭A噴出水柱，執(zhí)行噴水任務(wù)。圖3-17輸出選擇程序（3）在這一部分程序中，當(dāng)信號導(dǎo)致M0.6由常開變?yōu)槌ｉ]，再加上網(wǎng)絡(luò)1中對應(yīng)觸點(diǎn)的轉(zhuǎn)換，網(wǎng)絡(luò)16中產(chǎn)生對應(yīng)的輸出Q0.0，即噴頭A噴出水柱，執(zhí)行噴水任務(wù)。圖3-18輸出選擇程序（4）在這一部分程序中，當(dāng)信號導(dǎo)致M0.4、M0.6和M0.7由常開變?yōu)槌ｉ]，再加上網(wǎng)絡(luò)10中對應(yīng)觸點(diǎn)的轉(zhuǎn)換，網(wǎng)絡(luò)17中產(chǎn)生對應(yīng)的輸出Q0.1，即噴頭B噴出水柱，執(zhí)行噴水任務(wù)。圖3-19輸出選擇程序（5）在這一部分程序中，當(dāng)M0.5由常開變?yōu)槌ｉ]，再加上網(wǎng)絡(luò)10中對應(yīng)觸點(diǎn)的轉(zhuǎn)換，網(wǎng)絡(luò)18中產(chǎn)生對應(yīng)的輸出Q0.1，即噴頭B噴出水柱，執(zhí)行噴水任務(wù)。圖3-20輸出選擇程序（6）在這一部分程序中，當(dāng)M0.4、M0.6、M0.5和M0.7由常開變?yōu)槌ｉ]，網(wǎng)絡(luò)19中將產(chǎn)生對應(yīng)的輸出Q0.2，即噴頭C噴出水柱，執(zhí)行噴水任務(wù)。圖3-21輸出選擇程序（7）在這一部分程序中，當(dāng)M0.4、M0.6、M0.5和M0.7由常開變?yōu)槌ｉ]，網(wǎng)絡(luò)20中將產(chǎn)生對應(yīng)的輸出Q0.2，即噴頭D噴出水柱，執(zhí)行噴水任務(wù)。圖3-22輸出選擇程序（8）在這一部分程序中，當(dāng)M0.4、M0.6、M0.5和M0.7由常開變?yōu)槌ｉ]，網(wǎng)絡(luò)21中將產(chǎn)生對應(yīng)的輸出Q0.2，即噴頭E噴出水柱，執(zhí)行噴水任務(wù)。從網(wǎng)絡(luò)14到網(wǎng)絡(luò)21，這5行分別驅(qū)動了五個(gè)噴頭的工作，為程序的第六部分。3.5程序運(yùn)行分析在噴泉控制系統(tǒng)的梯形圖中，詳細(xì)劃分可分為六個(gè)部分。第一部分為網(wǎng)絡(luò)1到網(wǎng)絡(luò)4，用來控制系統(tǒng)中信號的循環(huán)移位和復(fù)位。第二部分為網(wǎng)絡(luò)5，重要控制,電路的啟動。第三部分為網(wǎng)絡(luò)6到網(wǎng)絡(luò)8，用來控制電路中脈沖的移位。第四部分為網(wǎng)絡(luò)9，用來選擇噴泉是持續(xù)運(yùn)行還是點(diǎn)動運(yùn)行。第五部分是網(wǎng)絡(luò)10到網(wǎng)絡(luò)13，對應(yīng)的是噴泉噴水模式的選擇。,第六部分為網(wǎng)絡(luò)14到網(wǎng)絡(luò)21，分別驅(qū)動了五個(gè)噴頭的工作。當(dāng)噴泉控制系統(tǒng)電源接通后，網(wǎng)絡(luò)1中的M10.0接通，同步，噴泉進(jìn)入待運(yùn)行狀態(tài)。按下開關(guān)按鈕SB1，繼電器I0.0閉合，同步，M0.0接通，并完畢M0.0的自鎖。然后可以用來選擇電路是點(diǎn)動運(yùn)行，還是持續(xù)運(yùn)行。假如是點(diǎn)動，則需要按下選擇開關(guān)SB4。按下后，I0.3與M0.2形成自鎖，同步，M0.2斷開。當(dāng)選定的噴水模式運(yùn)行結(jié)束后來，M11.0接通，與M0.3形成自鎖，并導(dǎo)致M0.3斷開，噴泉運(yùn)行停止。因此，只要按下SB4，系統(tǒng)只有一次運(yùn)行的機(jī)會，就是所說的點(diǎn)動運(yùn)行。由于與持續(xù)運(yùn)行選擇開關(guān)SB3相對應(yīng)的輸入I0.2為常閉觸點(diǎn)，因此，系統(tǒng)默認(rèn)噴泉為持續(xù)運(yùn)行，假如選擇持續(xù)運(yùn)行，則不需要按下任何按鈕。當(dāng)按下SB5，I0.4閉合，電路接通，電流通過M0.4,由于I0.4背面的四個(gè)元件都是常閉，因此，M0.4得電，導(dǎo)致后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中的M0.4轉(zhuǎn)換為常閉。加上網(wǎng)絡(luò)1中對應(yīng)信號的傳遞，Q0.0得到信號，產(chǎn)生對應(yīng)的輸出。即噴頭A噴水，執(zhí)行花式一。與此同步，M0.4轉(zhuǎn)換為常閉，T37產(chǎn)生一種延時(shí)。然后，下一種網(wǎng)絡(luò)中的T38在T37延時(shí)后接通，并同樣產(chǎn)生延時(shí)。由于T37和T38的延遲時(shí)間都是3秒，因此，該元件的一種周期就是6秒。因此，其右端的M0.1會有6秒的接通時(shí)間，即為每一種花式的執(zhí)行時(shí)間。執(zhí)行完花式一之后，ROL-W將M10.0中的信號，移動到M10.1中去。由于信號通過ROL-W之前，M10.0是導(dǎo)通的。因此，當(dāng)信號通過ROL-W之后，M10.1就變成導(dǎo)通的了。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有對應(yīng)的輸出Q0.1，即噴頭B噴水，執(zhí)行花式二。執(zhí)行完花式二之后，ROL-W將M10.1中的信號，移動到M10.2中去，M10.2導(dǎo)通。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有對應(yīng)的輸出，即噴頭ACD噴水，執(zhí)行花式三。然后，程序會按照預(yù)先設(shè)定好的花式，繼續(xù)運(yùn)行花式四到花式八。從花式一到花式八依次噴水，每個(gè)花式運(yùn)行6秒，就是噴水模式一。假如當(dāng)時(shí)按下的不是SB5，而是其他的三個(gè)選擇開關(guān)，則噴泉會運(yùn)行其他的噴水模式。執(zhí)行完花式八后，選定的噴水模式一就執(zhí)行完了，噴泉運(yùn)行停止。若果選擇的是持續(xù)運(yùn)行，即不按下點(diǎn)動選擇按鈕，那么噴泉將沿著選定的運(yùn)行模式一直運(yùn)行。在持續(xù)運(yùn)行的過程中，假如按下其他的模式選擇按鈕，噴泉的噴水模式將立即轉(zhuǎn)換。假如不按下SB2，噴泉會持續(xù)運(yùn)行當(dāng)時(shí)選定的噴水模式，并且模式保持不變。假如按下SB2，則立即停止運(yùn)行。第四章噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序調(diào)試噴泉設(shè)計(jì)采用西門子S7-200sim2.0仿真軟件的漢化版對控制系統(tǒng)程序進(jìn)行模擬仿真。該軟件是西門子企業(yè)開發(fā)，是西門子S7-200系列PLC模擬仿真的首選。調(diào)試環(huán)節(jié)如圖所示：圖4-1系統(tǒng)啟動，準(zhǔn)備運(yùn)行當(dāng)噴泉控制系統(tǒng)電源接通后，M10.0接通，同步，對應(yīng)的常開觸點(diǎn)所在回路接通，噴泉進(jìn)入待運(yùn)行狀態(tài)。按下開關(guān)按鈕SB1，繼電器I0.0閉合，同步，M0.0接通，并完畢M0.0的自鎖。圖4-2選擇點(diǎn)動運(yùn)行按下選擇開關(guān)SB4，I0.3與M0.2形成自鎖，同步，M0.2斷開。當(dāng)選定的噴水模式運(yùn)行結(jié)束后來，M11.0接通，與M0.3形成自鎖，并導(dǎo)致M0.3斷開，噴泉運(yùn)行停止。因此，噴泉進(jìn)入點(diǎn)動運(yùn)行方式。圖4-3執(zhí)行花式一當(dāng)按下SB5，I0.4閉合，電路接通，電流通過M0.4,由于I0.4背面的四個(gè)元件都是常閉，因此，M0.4得電，導(dǎo)致后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中的M0.4轉(zhuǎn)換為常閉。加上網(wǎng)絡(luò)1中對應(yīng)信號的傳遞，Q0.0得到信號，產(chǎn)生對應(yīng)的輸出。即噴頭A噴水，執(zhí)行花式一。圖4-4執(zhí)行花式二執(zhí)行完花式一之后，ROL-W將M10.0中的信號，移動到M10.1中去。由于信號通過ROL-W之前，M10.0是導(dǎo)通的。因此，當(dāng)信號通過ROL-W之后，M10.1就變成導(dǎo)通的了。與之對應(yīng)，有對應(yīng)的輸出Q0.1，即噴頭B噴水，執(zhí)行花式二。圖4-5執(zhí)行花式三執(zhí)行完花式二之后，ROL-W將M10.1中的信號，移動到M10.2中去，M10.2導(dǎo)通。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有對應(yīng)的輸出，即噴頭ACD噴水，執(zhí)行花式三。圖4-6執(zhí)行花式四執(zhí)行完花式三之后，ROL-W將M10.2中的信號，移動到M10.3中去，M10.3導(dǎo)通。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有對應(yīng)的輸出，即噴頭BE同步噴水，執(zhí)行花式四。圖4-7執(zhí)行花式五執(zhí)行完花式四之后，ROL-W將M10.3中的信號，移動到M10.4中去，M10.4導(dǎo)通。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有對應(yīng)的輸出，即噴頭AB同步噴水，執(zhí)行花式五。圖4-8執(zhí)行花式六執(zhí)行完花式五之后，ROL-W將M10.4中的信號，移動到M10.5中去，M10.5導(dǎo)通。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有對應(yīng)的輸出，即噴頭BCD同步噴水，執(zhí)行花式六。圖4-9執(zhí)行花式七執(zhí)行完花式六之后，ROL-W將M10.5中的信號，移動到M10.6中去，M10.6導(dǎo)通。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有對應(yīng)的輸出，即噴頭BD同步噴水，執(zhí)行花式七。圖4-10執(zhí)行花式八執(zhí)行完花式七之后，ROL-W將M10.6中的信號，移動到M10.7中去，M10.7導(dǎo)通。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有對應(yīng)的輸出，即噴頭ABCDE同步噴水，執(zhí)行花式六。執(zhí)行完花式八后，噴泉進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)。噴泉點(diǎn)動運(yùn)行的調(diào)試成果，與設(shè)計(jì)目的符合。噴泉持續(xù)運(yùn)行的調(diào)試，流程與點(diǎn)動時(shí)相仿。其區(qū)別在于，選擇持續(xù)運(yùn)行，不用按下持續(xù)運(yùn)行按鈕。此外，在持續(xù)運(yùn)行過程中，只運(yùn)行一種模式，直到按下其他模式選擇按鈕，噴泉變化噴水模式；或者按下SB2，噴泉停止運(yùn)行。總結(jié)花式噴泉系統(tǒng)的重要架構(gòu)即是其控制部分，它的控制功能直接決定了花式噴泉絕大部分的性能。就一般意義上的花式噴泉而言，其噴水花式和噴水時(shí)間，將伴隨其控制電路設(shè)計(jì)方案確實(shí)定而確定，在某些特殊場所，遂行特殊的噴水任務(wù)有一定的困難。在考慮到花式噴泉的控制規(guī)定和控制元件的性能體現(xiàn)之后，本設(shè)計(jì)選定西門子S7-200系列PLC為控制元件，以可實(shí)現(xiàn)多種噴水模式的自動切換為目的，通過梯形圖的編寫和仿真，初步模擬了噴泉的控制程序，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的設(shè)計(jì)目的。在噴泉控制系統(tǒng)的梯形圖中，詳細(xì)劃分可分為六個(gè)部分。第一部分為網(wǎng)絡(luò)1到網(wǎng)絡(luò)4，用來控制系統(tǒng)中信號的循環(huán)移位和復(fù)位。第二部分為網(wǎng)絡(luò)5，重要控制,電路的啟動。第三部分為網(wǎng)絡(luò)6到網(wǎng)絡(luò)8，用來控制電路中脈沖的移位。第四部分為網(wǎng)絡(luò)9，用來選擇噴泉是持續(xù)運(yùn)行還是點(diǎn)動運(yùn)行。第五部分是網(wǎng)絡(luò)10到網(wǎng)絡(luò)13，對應(yīng)的是噴泉噴水模式的選擇。,第六部分為網(wǎng)絡(luò)14到網(wǎng)絡(luò)21，分別驅(qū)動了五個(gè)噴頭的工作。當(dāng)噴泉控制系統(tǒng)電源接通后，網(wǎng)絡(luò)1中的M10.0接通，同步，噴泉進(jìn)入待運(yùn)行狀態(tài)。按下開關(guān)按鈕SB1，繼電器I0.0閉合，同步，M0.0接通，并完畢M0.0的自鎖。然后可以用來選擇電路是點(diǎn)動運(yùn)行，還是持續(xù)運(yùn)行。假如是點(diǎn)動，則需要按下選擇開關(guān)SB4。按下后，I0.3與M0.2形成自鎖，同步，M0.2斷開。當(dāng)選定的噴水模式運(yùn)行結(jié)束后來，M11.0接通，與M0.3形成自鎖，并導(dǎo)致M0.3斷開，噴泉運(yùn)行停止。因此，只要按下SB4，系統(tǒng)只有一次運(yùn)行的機(jī)會，就是所說的點(diǎn)動運(yùn)行。由于與持續(xù)運(yùn)行選擇開關(guān)SB3相對應(yīng)的輸入I0.2為常閉觸點(diǎn)，因此，系統(tǒng)默認(rèn)噴泉為持續(xù)運(yùn)行，假如選擇持續(xù)運(yùn)行，則不需要按下任何按鈕。當(dāng)按下SB5，I0.4閉合，電路接通，電流通過M0.4,由于I0.4背面的四個(gè)元件都是常閉，因此，M0.4得電，導(dǎo)致后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中的M0.4轉(zhuǎn)換為常閉。加上網(wǎng)絡(luò)1中對應(yīng)信號的傳遞，Q0.0得到信號，產(chǎn)生對應(yīng)的輸出。即噴頭A噴水，執(zhí)行花式一。與此同步，M0.4轉(zhuǎn)換為常閉，T37產(chǎn)生一種延時(shí)。然后，下一種網(wǎng)絡(luò)中的T38在T37延時(shí)后接通，并同樣產(chǎn)生延時(shí)。由于T37和T38的延遲時(shí)間都是3秒，因此，該元件的一種周期就是6秒。因此，其右端的M0.1會有6秒的接通時(shí)間，即為每一種花式的執(zhí)行時(shí)間。執(zhí)行完花式一之后，ROL-W將M10.0中的信號，移動到M10.1中去。由于信號通過ROL-W之前，M10.0是導(dǎo)通的。因此，當(dāng)信號通過ROL-W之后，M10.1就變成導(dǎo)通的了。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有對應(yīng)的輸出Q0.1，即噴頭B噴水，執(zhí)行花式二。執(zhí)行完花式二之后，ROL-W將M10.1中的信號，移動到M10.2中去，M10.2導(dǎo)通。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有對應(yīng)的輸出，即噴頭ACD噴水，執(zhí)行花式三。然后，程序會按照預(yù)先設(shè)定好的花式，繼續(xù)運(yùn)行花式四到花式八。從花式一到花式八依次噴水，每個(gè)花式運(yùn)行6秒，就是噴水模式一。假如當(dāng)時(shí)按下的不是SB5，而是其他的三個(gè)選擇開關(guān)，則噴泉會運(yùn)行其他的噴水模式。執(zhí)行完花式八后，選定的噴水模式一就執(zhí)行完了，噴泉運(yùn)行停止。若果選擇的是持續(xù)運(yùn)行，即不按下點(diǎn)動選擇按鈕，那么噴泉將沿著選定的運(yùn)行模式一直運(yùn)行。在持續(xù)運(yùn)行的過程中，假如按下其他的模式