花式喷水池的PLC控制

花式喷水池的PLC控制1一、课题背景1、课题背景在许多休闲广场、景区或游乐场里，经常看到喷水池按一定的规律喷水或变化式样，若在夜晚配上各种彩色的灯光显示，更加迷人。花式喷水池是一道亮丽的风景。让我们的生活更加多姿多彩。2、研究目的和意义设计一花式喷水池，采用PLC控制是比较方便的，在花式喷水时序确定的前提下，可以通过改变时序或者改变控制卉关，就可改变控制方式，达到显现各种复合状态的要求。近年来PLC的性能价格比有较大幅度的提高，使得实际应用成为可能。本系统采用PLC是基于以下四个原因：①PLC具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上；②编程能力强，程序指令简单，可以使控制过程方便地用软件来实现；③抗干扰能力强，目前空中各种电磁干扰日益严重，为了保证花式喷水池可靠稳定，我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC。3、本文的主要工作充分了解花式喷水池系统的工作过程，和对花式喷水池的可靠安全的工作提出的新的安全稳定性的要求。叙述了花式喷水池系统的控制要求，进行硬件、程序设计，叙述了系统的流程的分析、程序设计思路。对系统的操作进行说明。对本次课程设计进行总结。花式喷水池的PLC控制2二、已知情况、控制要求1、已知情况一、花式喷水池示意图图a)中4为中间喷水管，3为内环状喷水管，2为中环形状喷水管，1为外环形状喷水管。图b）中的选择开关可有4种选择，可分别用4个开关模拟实现；单步/连续开关为“1”=单步，“0”=连续，其他为单一功能开关。2、控制要求(1)水池控制电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置即开始工作。按下停止按钮，则停止喷水。工作方式由“选择开关”和“单步/连续”开关来决定。(2)“单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一个循环；在连续位置时，喷水池反复循环运行。(3)方式选择开关用以选择喷水池的喷水花样，1～4号喷水管的工作方式选择如下：a)选择开关在位置“1”——按下启动按钮后，4号喷水，延时2s，3号喷水，再延时1.5s，2号喷水，再延时2s，1号喷水，1.5s后全部停止1s，接着一起喷水15s为一个循环。b)选择开关在位置“2”——按下启动按钮后，1号喷水，延时2s，2号喷水，再延时2s，3号喷水，再延时2s，4号喷水，2s后全部停止0.5s，接着一起喷水30s为一个循环。c)选择开关在位置“3”——按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、4号同时喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后，1～4号同时喷水20s为一个循环。d)选择开关在位置“4”——按下启动按钮后，喷水池1～4号水管的工作顺序为：1→2→3→4按顺序延时2s喷水，然后一起喷水10s后，按1→1+2→2→2+3→3→3+4→4→4+1号水管以1s间隔顺序喷水，小循环3次后，一起喷水2s，再停止1s，由4→3→2→1反序分别延时2s喷水，然后再一起喷水10s为一个大循环。(4)不论在什么工作方式，按下停止按钮，喷水池立即停止工作，所有存储器复位。1234☆a）花式喷水池喷嘴布局示意图1234选择开关启动停止单步/连续电源b）花式喷水池控制开关面板图花式喷水池的PLC控制3三、设计思路经分析本设计题目使用顺序控制指令完成，思路清晰、易于理解。而顺序控制指令是PLC生产厂家为用户提供的可视功能图编程简单化和规范化的指令。本设计中使用顺序控制指令虽多，操作比较繁琐，但思路清晰、易于理解。故选择顺序控制指令完成。本设计中涉及跳转和循环。首先是设计总的启动和停止按钮，本次设计使用辅助继电器M0让其可以实现自锁。M0的常开和常闭接点又可以控制下面的时序流程及输出。接着进行时序流程的设计，时序流程一共分为四部分，代表着四种不同控制要求。通过方式选择开关和M0的常开接点选择导通。第一第二部分各用六个定时器进行时间顺序导通，在最后一句返回到开始状态。在最后一句串联一个控制单步连续的常闭开关，令其可以实现单步连续的控制。在第三部分使用三个定时器和一个计数器。计数器控制前两个定时器循环5次，接着导通第三个定时器，最后返回和重置计数器。第四部分使用20个定时器和一个计数器，计数器控制第3到第13个定时器循环3次。最后返回和重置计数器。最后进行输出设计。根据每个输出的导通时间进行输出的设计。花式喷水池的PLC控制4四、程序设计及调试1、I/O分配图2、I/O分配输入：启动：X000方式3：X003输出：中间喷水管：Y004停止：X005方式4：X004内环状喷水管：Y003方式1：X004单步/连续：X006中环喷水管：Y002方式2：X006外环喷水管：Y001X005X000Y001comSB5SB0Y002com~内环喷水管中间喷水管中环喷水管Y003Y004SB1X004X006外环喷水管X003X002X001SB2SB6SB4SB3花式喷水池的PLC控制53、工作流程图开始系统启动按钮是否按下？选择1号喷水方式选择2号喷水方式选择3号喷水方式选择4号喷水方式系统停止按钮是否按下？是否处于连续状态？结束花式喷水池的PLC控制64、梯形图花式喷水池的PLC控制7花式喷水池的PLC控制8花式喷水池的PLC控制9花式喷水池的PLC控制10花式喷水池的PLC控制11花式喷水池的PLC控制125、指令表花式喷水池的PLC控制13花式喷水池的PLC控制14花式喷水池的PLC控制15花式喷水池的PLC控制16花式喷水池的PLC控制17五、后期工作1、操作过程简要说明(1)选择工作方式和选择单步连续，按下启动按钮，花式喷水池开始工作。按下停止按钮，花式喷水池停止工作。(2)按下停止按钮，更换工作方式和单步连续，按下启动按钮。可以实现工作方式和单步连续的更换。2、设计中遇到的问题与解决方法1、遇到问题：在最开始的设计阶段，由于只是看到了课程设计任务书而没有看到指导书中的设计方案提示，而对四种喷水方式的的开关设计有些困惑，不知是哪一种开关解决方法：仔细研究了任务书和指导书后确立了四种喷水方式的输入问题2、遇到问题：在设计中有一些定时器重复使用，导致出错。解决方法：把定时器安顺序调好。3、遇到问题：在第四种时间控制中，小循环出错。解决方法：加了一个继电器，问题解决。3、编写并提交(课程)设计说明书“课程设计说明书”应包括以下内容：(1)封面(2)课程设计任务书(3)摘要(4)目录(5)控制要求、设计要求(6)总体设计思路(7)程序设计及调试(8)后期工作(9)课程设计总结(10)致谢(11)主要参考文献花式喷水池的PLC控制18六、PLC课程设计总结本次PLC课程设计题目与实际生活联系紧密，使我充分认识到了这门课程的实际意义和现实重要性。通过本次课程设计我掌握了电气控制的原理设计的基本方法，并能达到熟练使用可编程控制器实现简单控制系统的控制要求，尤其是对于顺序控制指令的使用。基本可以熟练地进行系统外围电路设计、接线、编程、调试等工作。经过了一个学期PLC技术的学习，我们基本上掌握了老师上课所介绍的知识点，还有通过学习过程中的试验部分也让我们对PLC控制设计有了初步的认识。当我们充分了解该系统的控制要求及安全、准确、稳定性方面的要求后，仔细翻阅课本和借鉴以往试验课程中PLC程序设计的经验，最后经过我们共同商榷，确定了该设计方案。通过这次课程设计我们对PLC程序设计有了进一步的认识，把以前学习上的盲点也通过这次课程设计一并解决。而且分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了我与人合作的意识与能力。通过这次设计实践。我巩固和提高了我的PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，改善了我们对一些细节不加重视的坏习惯，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能够解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。通过合作，我们的合作意识得到加强，合作能力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。能够比较选出最好的方案。在这过程也提高了我们的表过能力。在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，可以让自己在最短的时间内把自己不能解决的问题得以解决，从而提高学习的效率。七、致谢这次课程设计基本上涵盖了我们所学习的PLC程序的大部分知识点，课程设计题目要求不仅要求对课本知识有较深刻的了解，同时要求程序设计者由较强的思维能力和操作动手能力。这次课程设计使我对PLC程序的编程、程序的录入、以及在上机操作调试有了很大的提高。大部分同学只关心程序运行的结果，而对程序的创新丝毫不在意，这是非常不可取的，因为往往在动脑思考创新中我们会有更多收获，学到更多的知识。做课程设计不仅让我们修补了以前学习的漏洞，也让我明白了一个道理：学习好PLC这门技术，需要自己对它有兴趣，而且要自己肯于动手操作实验。最后该感谢帮助我的同学和老师。首先该感谢这门课程任教的老师给我们精心的讲解和适用的资料。感谢同学们对我学习上的交流和帮助，还得感谢学校给我们这样的一个自己动手设计的好机会！花式喷水池的PLC控制19八、参考文献《电器与可编程控制器应用技术第三版》机械工业出版社邓则名程良伦谢光汉《可编程控制器试验指导书》石家庄铁道学院四方学院李文娟