基于PLC的花樣噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計

可編程控制器PLC,花樣噴泉，變頻器，梯形圖，水泵，編程1.1PLC簡介PLC是用于在產(chǎn)業(yè)上進(jìn)行技術(shù)控制和應(yīng)用設(shè)計的一種小型電控制器?？删幊炭刂破鱌LC是源于Relay電控制器件控制技術(shù)，但本質(zhì)上還是計算機控制的一種，是結(jié)合Relay電控制器件控制技術(shù)和計算機控制技術(shù)的各自特點和優(yōu)點制成的新式控制設(shè)備，經(jīng)過將多種工業(yè)技術(shù)有機的結(jié)合構(gòu)成的。由于科學(xué)技術(shù)的不斷變更，PLC的控制功能也在一直豐富，通過運算其內(nèi)存中的程序，計時和計數(shù)運算，通過輸入/輸出電路實現(xiàn)控制器的控制，是通過A/D和D/A的相互轉(zhuǎn)換來達(dá)到控制目的。到了二十世紀(jì)七十年代初，亞洲國家公布制造出亞洲的第一臺PLC機DCS-8,這是由日本制造的首臺PLC;兩年后，德國也公布聲稱制造出了本國首臺PLC。當(dāng)前上世紀(jì)的繼電器控制系統(tǒng)已基本被更換成可編程邏輯控制器，成為自動控制方面中使用最為普遍的自動控制設(shè)備?？删幊踢壿嬁刂破鱌LC具有功能指令多、輸入輸出接口多、內(nèi)存大、自身帶有的監(jiān)控系統(tǒng)等特點。與繼電觸發(fā)器的控制系統(tǒng)相比，無論是價格上的經(jīng)濟(jì)性還是在工業(yè)環(huán)境修改功能的便利性，可編程邏輯控制器系統(tǒng)都顯得更加經(jīng)濟(jì)可靠，因此目前在工業(yè)上用PLC來取代繼電器控制，是一種基于繼電觸發(fā)器控制的控制設(shè)備。不僅工業(yè)上的使用、維修、維護(hù)較為簡便，還能推動與可編程控制器配套使用的電磁閥、接觸器等相當(dāng)必要的外部設(shè)備的行業(yè)的發(fā)展，所以本次的花樣噴泉自動控制系統(tǒng)的設(shè)計選用PLC達(dá)到所需功能，還能推動其他外部設(shè)備的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。1.2可編程序控制器的歷史發(fā)展過程20世紀(jì)60年代，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，汽車的更新?lián)Q代越來越快，當(dāng)時的生產(chǎn)汽車主要由繼電器、接觸器組成，而汽車的換型需要設(shè)計新的電器線路，操作十分復(fù)雜且耗費時間，繼電器控制系統(tǒng)頻繁的重裝，既浪費時間又費工廢料，阻礙了汽車技術(shù)的快速發(fā)展。汽車制造業(yè)的行業(yè)競爭十分激烈即是推動了可編程序控制器PLC的上首個PLC的問世；兩年后的七十年代初期，亞洲國家的日本公布其研制的第一臺可編程序控制器按鈕按鈕限位開關(guān)電源編程計算機電磁閥電源輸出模塊輸入模塊圖1-1PLC控制系統(tǒng)示意圖1.5可編程序控制器的使用領(lǐng)域可編程序控制器PLC選用數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊程序來處理模擬量以此來完成工業(yè)上的1.5.3運動控制2.1控制方案的選擇2.1.2設(shè)計基于PLC的花樣噴泉自動控制系統(tǒng)選用PLC作為花樣噴泉自動控制系統(tǒng)的中樞控制方式，用于控制水泵的運行情況實現(xiàn)噴泉花樣的自動變換，以此來實現(xiàn)花樣噴泉的設(shè)計要求。2.2水泵花樣組合的設(shè)計水泵2水泵2水泵1水泵4水泵6水泵32.3主控面板的設(shè)計花樣2花樣1花樣2因此在基于PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計選型時應(yīng)當(dāng)參照本次設(shè)計任務(wù)所需達(dá)到的功能可編程序控制器制作的自動控制系統(tǒng)還具有很強的可靠性和穩(wěn)定性。其中由本次基于變頻器和PLC的控制系統(tǒng)的設(shè)計選用的是SIEMENS公司的S7-200系列中的CPU二二六型，S7-200系列是一種功能強大且體積成本都比較小的PLC,而CPU226型可編程序控制器來當(dāng)花樣噴泉控制系統(tǒng)的中樞并以此來控制發(fā)動機的運3.3變頻器型號的選用介紹的微處理器進(jìn)行控制，可以經(jīng)過不同的方法對功率的冷卻理念和加涂層的電子模塊，能夠使變頻器的使用壽命和高效運行時間明顯加為一對模擬量輸入命令端子，10號端子和11號端子為一對模擬量輸入命令端子，12屬性范圍電壓3相380VAC~3相500VAC額定功率5686本次花樣噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計選用的主控制器為SINAMICS公司出產(chǎn)的S7-200系列的CPU226型PLC,這款PLC的標(biāo)稱電壓為120至240VAC,輸出端具有400mA輸出電流可以用與為外部設(shè)備提高電流，選用的SINAMICSG120變頻器的輸入電壓為380VAC到500VAC,因此只需接上50HZ的220V家用電源，即可驅(qū)動該控制系統(tǒng)運作。西門子SINAMICSG120變頻器的ON/OFF命令實現(xiàn)線路接觸器控制，供電線路可以直接連接，不用任何連接器，但有些應(yīng)用設(shè)備是需要使用線路接觸器，在每次(例如，因故障)斷開逆變器電源時打開線路接觸器。這種控制的實現(xiàn)無需外部組件，但是必須檢查數(shù)字輸出觸頭的容許開關(guān)功率(開關(guān)功率)和線路接觸器電磁線圈的閉合/吸持功率，必要時可能需要使用輔助接觸器/繼電器，也可以通過逆變器控制單元中器的ON/OFF命令實現(xiàn)，這種ON/OFF命令可以源自任何一種Active逆變器的命令源。(3)掌握PLC的輸入輸出點的地址分配；(4)編寫梯形圖程序，實現(xiàn)噴泉水柱的自動變(5)對于主電路和外部電路的設(shè)計(2)根據(jù)功能要求選用合適的外部設(shè)備。(3)根據(jù)輸入輸出點的數(shù)量及功能選擇合適的主控制(4)設(shè)計輸入輸出端的電路連接圖。(5)根據(jù)設(shè)計所需功能要求編寫用戶程序。(6)將程序輸入可編程序控制器中進(jìn)行測試和完善。(1)按下花樣噴泉控制系統(tǒng)的啟動按鈕，首先水泵1開始運行，6s后，水泵1停為了方便用戶使用，西門子公司開發(fā)了用于西門子系列工控產(chǎn)品包括YYY水泵4運行YN結(jié)束水泵2運行水泵1運行水泵3運行表4-1噴泉自動控制系統(tǒng)的I/O點設(shè)計表輸入信號輸出信號按鈕名稱輸入點水泵編號輸出點啟動按鈕水泵1Q0.0花樣1Q0.1水泵3Q0.2水泵4Q0.3水泵5連續(xù)按鈕單步按鈕停止按鈕I0.1M圖4-3外部電路設(shè)計圖PP01234567