花式喷泉电气控制PLC

目录1、课程设计背景....................................................22、课程设计目的....................................................23、课程设计题目及要求..............................................23.1、题目：花式喷泉的PLC控制...................................23.2、控制要求...................................................24、课程设计的主要内容..............................................34.1、计算输入输出点，编写I/O对应表及内部元件使用表.............35、课程设计外部接线图..............................................46、控制电机的接线图................................................57、顺序动作连接图..................................................58、梯形图..........................................................89、设计总结.......................................................17参考文献..........................................................171、课程设计背景喷泉是人工环境中最富有生命力的喷泉,它具有分隔空间、增加层次、净化空气美化环境的作用。现代高科技把美妙的音乐、多姿的喷泉造型、五彩缤纷的水下灯光、神奇的激光图文，通过电脑有机的结合在一起，给人以音乐声响、视觉形象、色彩变换三位一体的超自然享受。随着我国人民物质生活水平的不断提高，对于精神生活的要求也在不断提高，为进一步改造环境景观，建设一个喷泉是很有必要的。随着科学技术的不断发展和生活水平的不断提高，尤其是喷泉在城市和社区环境建设中起着尤其重要的作用。当今喷泉工程和高新技术的结合正是历史发展的必然趋势，由于喷泉工程中采用了大量的高新技术，从而使喷泉效果更加绚丽多彩，婀娜多姿，令人赏心悦目、流连忘返。本次的毕业设计是一个以S7-200PLC控制为核心的花样喷泉控制系统的设计。花样喷泉在PLC的控制之下，喷出各种各样的水柱，给人以一种视觉上美的享受。2、课程设计目的通过课程设计使学生掌握可编程序控制器（PLC）的基本工作原理、指令系统、硬件连接，使学生掌握使用可编程序控制器的基本方法，锻炼学生的对PLC的编程能力，用可编程序控制器解决电气控制问题的能力。3、课程设计题目及要求3.1、题目：花式喷泉的PLC控制3.2、控制要求喷泉有四种花样，四个喷头，分别为1、2、3、4号。按下启动按钮，喷泉开始工作；可用停止按钮停止。四种喷水花样可供选择：3.2.1按下启动按钮，喷泉控制装置开始工作，按下停止按钮，喷泉控制装置停止工作。3.2.2喷泉的工作方式由花样选择开关和单步、连续开关决定。3.2.3当单步、连续开关在单步控制时，喷泉只能按照花样选择开关设置得方式运行一个循环。3.2.4花样选择开关用于选择喷泉得喷水花样，现考虑4种喷水花样。①花样选择开关在位置1时，按下启动按钮后，4号喷头喷水，延迟2s后，3号喷头喷水，再延迟2s后，2号喷头喷水，又延迟2s后，1号喷头喷水。18s后，如果为单步工作方式，则停下来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。②花样选择开关在位置2时，按下启动按钮后，1号喷头喷水，延迟2s后，2号喷头喷水，再延迟2s后，3号喷头喷水，又延迟2s后，4号喷头喷水。30s后，如果为单步工作方式，则停下来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。③花样选择开关在位置3时，按下启动按钮后，1号、3号喷头同时喷水，延迟3s后，2号、4号喷头同时喷水，1号、3号喷头停止喷水。如此交替15s后，4组喷头全喷水，30s后，如果为单步工作方式，则停下来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。④花样选择开关在位置4时，按下启动按钮后，按照1-2-3-4的顺序，以此间隔2s喷水，然后一起喷水。30s后，按照1-2-3-4的顺序，分别延迟2s依次停止喷水。再经1s延迟时，按照4-3-2-1的顺序，依次间隔2s喷水，然后一起喷水。30s后停止。如果为单步工作方式，则停下来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。某广场的喷泉如图所示，4号为中间喷头，3号为内环状喷头，2号为1次外环状喷头，1号为外环装喷头4、课程设计的主要内容4.1、计算输入输出点，编写I/O对应表及内部元件使用表4.1.1依据设计要求，要实现四种花样的选择，只需对其启动和停止控制，用数字量模拟输入输出控制，对指示信号进行分析，按钮信号与PLC的输入端相对应，其次是对PLC的输入、输出口进行合理的分配，具体输入、输出点分配表如下4.1.2IO模块的选择本设计选择SM332作为PLC的I/O模块，其I/O接口都是配对模块，I为输入、Q为输出。用于连接电磁阀、接触器、小型电机、灯和电机起动器。4.1.3主控制元件的选择采用S7-200PLC作为喷泉的主控制器来控制水泵的运行。S7-200PLC是一种小型的PLC，它有5种CPU模块，最多可以扩展7个扩展模块，扩展到248点数字量I/O或者38路模拟量I/O，最多有30多KB的程序存储空间和数据存储空间。集成了6个有12种工作模式的高速计数器和两点高速脉冲发生器、脉冲宽度调制器。本设计方案可以选择S7-200CPU226的PLC作为主控制器，该型号的PLC共14入10出24个I/O点。从I/O点分配方面来说很适合本设计的控制要求。5、课程设计外部接线图6、控制电机的接线图7、顺序动作连接图由于有4中花样，所以应该分布考虑，按照花样的要求，编辑4种花样顺序图。顺序图如下图所示：花样1顺序图花样2顺序图花样3顺序图花样4顺序图8、梯形图9、设计总结通过课程设计我基本上达到设计的目的与要求很好的理解掌握了可编程序控制器（PLC）的基本工作原理及基本结构、指令系统、PLC的运行方式、外部接线及编程方法，对PLC的编程能力，编程序控制器解决电气控制问题的能力得到了很好的锻炼。在设计之前我又重新温习了一遍课本知识，使我的PLC知识变得更加扎实。还有一些以前学的时候没有弄懂的东西也得到了新的理解。由于这次的课程设计比较简单所以我们在编程的时候并没有花很多的时间。最主要的是在实验室里的调试，调试过程也比较顺利主要遇到的问题和解决方法有：问题（1）各个花样之间因为互锁了，无法直接无法切换，所以就在每个花样选择程序上都加了一个总的停止开关，这样这个问题就得以解决了。问题（2）计数器复位信号的控制，开始的时候是只用计数器本身的信号复位，那样就忽略了单步运行了，所以就串了一个连续控制的信号，但为了每次启动都能使计数器重新复位，所以又并了一个总的停止开关，这次每次开始运行下一个花样时计数器都是重新开始计数的。问题（3）在每次运行完之后发现在下一次运行的时候输出状态都是由上一次得结束状态开始运行的经过讨论我们发现由于位传送指令最后一个是保存的，所以单步控制最后一个灯不灭，对于这个问题采用了一个单步选择控制信号作为选通信号，每个花样最后再加一个送0指令就这样所有的问题都得到了解决。总结：通过本次课程设计使我明白了有些程序在没有调试之前很难发现问题，只有在调试过程中才会很好的去发现问题。同时明白了团队的重要性，人多力量大嘛，有时候自己解决不了的问题别人可以解决，把每一个人的力量都发挥出来就会做的更好！参考文献［1］宋伯生主编《PLC.编程理论.算法及技巧》[J].机械工业出版社2005年［2］吴明亮、蔡文忠主编《可编程控制器实训教程》[M].化学工业出版社2005年［3］贾德胜等主编《PLC应用开发实用子程序》[M].人民邮电出版社2006年［4］陈忠华主编《可编程控制器与工业自动化》[M].机械工业出版社2005年［5］崔元明主编《可编程器件应用导》[J].清华大学出版社2000年［6］胡学林主编《可编程控制器教程（提高篇）》[M].电子工业出版社2005年