基于PLC的模擬噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計論文

1、信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文題 目基于PLC的模擬噴泉系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生xx學(xué) 號08系 部xx專 業(yè)機電一體化班 級xx指導(dǎo)教師xx 顧問教師xx二一三年十月21 / 28摘要隨著我國國民經(jīng)濟的恢復(fù)和發(fā)展，人民生活水平普遍提高，很多城市的城建和園林主管部門在城市建設(shè)改造的過程中，在環(huán)境的美化和文化氛圍的營造上對噴泉提出了很多求新的要求。針對傳統(tǒng)噴泉的控制系統(tǒng)一旦設(shè)計好控制電路，就不能隨意改變噴泉樣式以與時間等問題，本設(shè)計結(jié)合可編程控制器（PLC）設(shè)計能適應(yīng)不同季節(jié)、不同場合的噴泉控制系統(tǒng)，該噴泉不僅控制簡便，而且提高了可靠性和安全性，具有一定工程應(yīng)用和推廣價值。關(guān)鍵詞：噴泉、可編程控制器（PLC）、控

2、制系統(tǒng)AbstractWith the restoration and development of our national economy, peoples living standard has been improved, a lot of city construction and garden departments in the process of transformation of the city construction, to beautify the environment and cultural atmosphere of a lot of new require

3、ments for the fountain set.For the control system of the traditional fountain once designed control circuit, can not arbitrarily change the fountain style and time problems, combined with the programmable logic controller (PLC) design can adapt to the fountain control system in different seasons, di

4、fferent occasions, the fountain not only control is simple and convenient, but also improve the reliability and security, has certain engineering application and popularization value.Keywords: fountain, programmable logic controller (PLC), control system目錄摘要- 1 -目錄- 1 -引言- 2 -第一章緒論11.1 本課題設(shè)計背景11.2 本

5、課題的研究意義11.3 本課題的設(shè)計容1第二章控制系統(tǒng)方案的確定22.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計流程圖22.2 系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟32.3噴泉控制系統(tǒng)的平面布置3第三章歐姆龍plc的介紹53.1歐姆龍可編程控制器的簡介53.2歐姆龍可編程控制器的基本特點53.3歐姆龍可編程控制器的基本功能63.4歐姆龍可編程控制器的編程語言73.5歐姆龍可編程控制器的性能指標(biāo)7第四章噴泉控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計94.1 噴泉控制系統(tǒng)的主電路設(shè)計94.2 PLC外部接線圖104.3噴泉硬件系統(tǒng)控制圖104.4步進電機的介紹11第五章噴泉控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計135.1 系統(tǒng)I/O分配表135.2 噴泉控制系統(tǒng)梯形圖13附錄1

6、6第六章總結(jié)21致22參考文獻23引言中國幅員遼闊，地形豐富多樣，無論東西、南北，都是擁有江河湖泊，水資源豐富。隨著我國國民經(jīng)濟的恢復(fù)和發(fā)展，人民生活水平普遍提高，很多城市的城建和園林主管部門在城市建設(shè)改造的過程中，在環(huán)境的美化和文化氛圍的營造上對噴泉提出了很多求新的要求。在噴泉得到的廣泛應(yīng)用中，出現(xiàn)過一些問題和不足，比如自動化水平低下、高能耗等等制約了這個行業(yè)的發(fā)展。因此，在提高噴泉的自動化水平控制系統(tǒng)，保證噴泉效果，節(jié)約運行成本，對我國的噴泉行業(yè)具有非常重大的現(xiàn)實意義。噴泉原本是一種自然景觀，是承壓水在地面的露頭?，F(xiàn)在在廣場、公園、園林中的噴泉，一般都是為了造景的需要，人工建造的具有裝飾特

7、性的噴水裝置。噴泉可以濕潤周圍空氣，降低氣溫，減少塵埃。噴泉細小的水珠同空氣分子相撞擊，能產(chǎn)生大量的負氧離子。因此，噴泉不僅有益于改善城市面貌，還可以增進居民身心健康。現(xiàn)代科技把美妙的、多樣的噴泉造型、多彩的水下燈光、神奇的激光圖文，通過電腦的串接有機的結(jié)合在一起，給人以超自然的感受。隨著我國人民生活水平的不斷提升，對于精神物質(zhì)的要求也在不斷提高，為了進一步改造環(huán)境景觀，建設(shè)一個噴泉是很有必要的。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，人民物質(zhì)生活水平的不斷提高，噴泉在城市和社區(qū)的環(huán)境建設(shè)當(dāng)中起著尤為重要的作用。由于在噴泉中采用了大量的高新技術(shù)，而且在噴泉中加入了，使噴泉的效果更加絢麗多姿，令人流連忘返。為了改

8、進噴泉的效果,采用以可編程控制器多點控制系統(tǒng)代替大量的繼電器線路的方法,通過可編程控制器對噴泉控制系統(tǒng)的彩燈、射燈、水泵的多點進行控制,編寫部分程序和簡單的連接以實現(xiàn)大量的開關(guān)量按照邏輯條件進行順利動作和進行連鎖保護動作的控制。第一章 緒論1.1 本課題設(shè)計背景噴泉起源很早，公元前6世紀(jì)在巴比倫空中花園中已建有噴泉。古希臘時代就已由飲用水的泉逐漸發(fā)展成為裝飾性的泉。17-18世紀(jì)，噴泉在歐洲城市盛極一時。著名的如法國凡爾賽宮的太陽神噴泉，俄國彼得宮的帶雕像群的大瀑布噴泉。羅馬有3000多個噴泉，被稱為噴泉之城。也有一些寓意很深的噴泉小品，如布魯塞爾的于廉噴泉。它刻畫了一個正在聚精會神地撒尿的孩

9、子，相傳敵軍侵占布魯塞爾后要炸毀城里的珍寶館，小于廉發(fā)現(xiàn)燃燒著的導(dǎo)火線，急中生智，朝導(dǎo)火線撒了一泡尿；珍寶館保住了，小英雄卻壯烈犧牲。為了表彰他的功績，1619年建造了這個噴泉。到20世紀(jì),噴泉發(fā)展成為一種大型水雕塑，用水柱構(gòu)成各種形態(tài)。如日瓦萊蒙湖上聳入云表的大噴泉，建于1958年，它用兩臺1360馬力的水泵，將水噴到145米的高空。夜晚，巨型探照燈照射著銀色水柱直劃夜空，景色壯觀。 1.2 本課題的研究意義噴泉PLC控制系統(tǒng)主要用于人工造景。這類水景近年來在建筑領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。PLC作為工業(yè)自動化三大支柱的重要一部分，因為其可靠性高、抗干擾能力強、設(shè)計安裝容易等特點而被廣泛的應(yīng)用于自動化控制

10、的各個領(lǐng)域。PLC控制系統(tǒng)可以很好的完成噴泉控制有助于其實現(xiàn)水柱的各種姿態(tài)。因此，進行噴泉的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計，可以推動自動化行業(yè)的發(fā)展，擴大PLC在自動控制領(lǐng)域的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟和理論研究的價值。1.3 本課題的設(shè)計容本設(shè)計用歐姆龍系列的控制器作為控制核心，實現(xiàn)一個模擬噴泉系統(tǒng)的控制功能。模擬噴泉主體有水池、金屬管道、電機，噴頭與電氣控制等四部分組成。電氣控制部分由歐姆龍的可編程控制器、步進電機驅(qū)動、各種位置電磁傳感器和一些低壓電器元件組成?？删幊炭刂破髯鳛榭刂坪诵?，采集輸入端口信號后完成各種邏輯控制和數(shù)據(jù)的運算，然后通過輸出端口完成電機的運動和各種信號的現(xiàn)實。第二章 控制系統(tǒng)方案的確

11、定2.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計流程圖圖2-1系統(tǒng)設(shè)計流程圖在PLC對噴泉控制設(shè)計時：第一要熟悉控制系統(tǒng)的特點和工作過程，并歸納出工作循環(huán)圖；第二要制定噴泉控制系統(tǒng)的控制方案，對PLC進行有效選擇，這次根據(jù)本次畢業(yè)設(shè)計，選用的是歐姆龍的CP1H系列的PLC；第三根據(jù)控制系統(tǒng)的具體控制要求，列出相應(yīng)的I/O分配表，對硬件和軟件進行設(shè)計；第四模擬測試，將設(shè)計好的程序?qū)隤LC后，仔細檢查和驗證，改正程序設(shè)計的錯誤，之后在實驗室中進行用戶程序模擬運行和調(diào)試，觀察各個輸入量，輸出量之間的變化關(guān)系以與邏輯狀態(tài)是否符合設(shè)計要求等等，發(fā)現(xiàn)問題與時有效的修改，知道滿足要求為止；第五將模擬調(diào)試好的程序?qū)隤LC中，

12、接好PLC的實際輸入接線和負載。2.2 系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟在模擬噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中主要要考慮以下幾點：1.深入了解和分析立體倉庫的工藝條件和控制要求。2.確定I/O設(shè)備。根據(jù)模擬噴泉控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。3.根據(jù)I/O點數(shù)選擇合適的PLC類型。4.分配I/O點，分配PLC的輸入輸出點，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。5.設(shè)計模擬噴泉系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計出周密完整的梯形圖程序，這是整個立體倉庫系統(tǒng)設(shè)計的核心工作。6.將程序輸入PLC進行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。7. 模擬噴泉整體調(diào)試，在PLC軟硬件設(shè)計和現(xiàn)場施工完成

13、后，就可以進行整個系統(tǒng)的聯(lián)機調(diào)試，調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題要逐一排除，直至調(diào)試成功。2.3噴泉控制系統(tǒng)的平面布置2-3平面布置圖如圖2-3，噴泉分四層，控制系統(tǒng)采用PLC作為控制環(huán)節(jié)，利用PLC的定時器、計數(shù)器以與步進指令來實現(xiàn)一、二、三、四各層的不同時序，不同圖案的交替變化噴水過程。按下啟動按鈕，周圍四個十字小噴泉的共32個噴頭開始噴水，5s后，第一層的噴頭也開始噴水，10s后，第二層噴頭開始噴水，1和3號小噴泉開始噴水，10s后，第三層噴頭開始噴水，2和4號小噴泉開始噴水，10s后，第四層噴頭開始噴水。10s后，全部噴水，20s后，第一、二層噴頭開始噴水，15s后，第一、三層噴頭開始噴水，15s后

14、，第二、四層開始噴水，15s后，所有噴頭都開始噴水，15s后，第一層停止噴水，5s后第二、四層停止噴水，5s后第三層停止噴水，如此循環(huán)3次，自動關(guān)閉。整個系統(tǒng)可以讓每個小噴泉單獨啟動，也可以在任何情況下急停。第三章 歐姆龍plc的介紹3.1歐姆龍可編程控制器的簡介歐姆龍PLC是一種功能完善的緊湊型PLC，能為業(yè)界領(lǐng)先的輸送分散控制等提供高附加值機器控制；它還具有通過各種高級裝板進行升級的能力，大程序容量和存儲器單元，以Windows環(huán)境下高效的軟件開發(fā)能力。歐姆龍PLC也能用于包裝系統(tǒng)，并支持 HACCP（寄生脈沖分析關(guān)鍵控制點）過程處理標(biāo)準(zhǔn)。歐姆龍可編程控制器（PLC）是一種專門為在工業(yè)環(huán)境

15、下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算的電子系統(tǒng)。它采用可編程的存儲器，用來在其部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。目前的計算機集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)與工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。3.2歐姆龍可編程控制器的基本特點 結(jié)構(gòu)靈活不受環(huán)境的限制，有電即可組建網(wǎng)絡(luò)，同時可以靈活擴展接入端口數(shù)量，使資源保持較高的利用率，在移動性方面可與WLAN媲美

16、。 傳輸質(zhì)量高、速度快、帶寬穩(wěn)定可以很平順的在線觀賞DVD影片，它所提供的14Mbps帶寬可以為很多應(yīng)用平臺提供保證。最新的電力線標(biāo)準(zhǔn)HomePlug AV傳輸速度已經(jīng)達到了200Mbps；為了確保QS，HomePlug AV采用了時分多路訪問（TDMA）與帶有沖突檢測機能的載體偵聽多路訪問（CSMA）協(xié)議，兩者結(jié)合，能夠很好地傳輸流媒體。 圍廣無所不在的電力線網(wǎng)絡(luò)也是這種技術(shù)的優(yōu)勢。雖然無線網(wǎng)絡(luò)可以做到不破墻，但對于高層建筑來說，其必需布設(shè)N多個AP才能滿足需求，而且同樣不能避免信號盲區(qū)的存在。而電力線是最基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，它的規(guī)模之大，是其他任何網(wǎng)絡(luò)無法比擬的。由此，運營商就可以輕松地把這種網(wǎng)絡(luò)

17、接入服務(wù)滲透到每一處有電力線的地方。這一技術(shù)一旦全面進入商業(yè)化階段，將給互聯(lián)網(wǎng)普與帶來極大的發(fā)展空間。終端用戶只需要插上電力貓，就可以實現(xiàn)因特網(wǎng)接入，電視頻道接收節(jié)目，打或者是可視。 低成本充分利用現(xiàn)有的低壓配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，無需任何布線，節(jié)約了資源。無需挖溝和穿墻打洞，避免了對建筑物、公用設(shè)施、家庭裝潢的破壞，同時也節(jié)省了人力。相對傳統(tǒng)的組網(wǎng)技術(shù)，PLC成本更低，工期短，可擴展性和可管理性更強。目前國已開通電力寬帶上網(wǎng)的地方，其包月使用費用一般為50-80元/月左右，這樣的價格和很多地方的ADSL包月相持平。 適用面廣PLC作為利用電力線組網(wǎng)的一種接入技術(shù)，提供寬帶網(wǎng)絡(luò)“最后一公里”的解決方

18、案，廣泛適用于居民小區(qū)，酒店，辦公區(qū)，監(jiān)控安防等領(lǐng)域。它是利用電力線作為通信載體，使得PLC具有極大的便捷性，只要在房間任何有電源插座的地方，不用撥號，就立即可享受4.545Mbps的高速網(wǎng)絡(luò)接入，來瀏覽網(wǎng)頁撥打，和觀看在線電影，從而實現(xiàn)集數(shù)據(jù)、語音、視頻，以與電力于一體的“四網(wǎng)合一”。PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸

19、、環(huán)保與文化娛樂等各個行業(yè)，它具有高可靠性、抗干擾能力強、功能強大、靈活，易學(xué)易用、體積小，重量輕，價格便宜的特點。3.3歐姆龍可編程控制器的基本功能歐姆龍可編程控制器（PLC）采用微電子技術(shù)來完成各種控制功能的自動化設(shè)備，按照對輸入的程序控制現(xiàn)場的執(zhí)行機構(gòu)，按照一定規(guī)律進行地動作。其主要功能體現(xiàn)在以下幾方面：1.順序邏輯控制：順序邏輯控制在PLC領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛，可取代繼電器的控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)邏輯控制和順序控制。它既可以用于單機控制、多機控制，又可利用于自動化生產(chǎn)線的控制。2.定時控制：PLC提供了數(shù)量很多的定時器，并且設(shè)置了定時器指令。定時精度高，設(shè)定方便、靈活，同時PLC還提供了高精度

20、的時間脈沖，用于準(zhǔn)確地實時控制。3.計數(shù)控制：PLC為用戶提供了很多種計數(shù)器，例如，普通計數(shù)器、高速計數(shù)器、可逆計數(shù)器等，可用來完成不同用途的計數(shù)控制。4.通信與聯(lián)網(wǎng)：目前大多數(shù)PLC都具有通信能力，能夠在PLC與計算機（PC）之間同時進行同位或者上位。3.4歐姆龍可編程控制器的編程語言可編程控制器（PLC）中有多種程序設(shè)計語言:梯形圖語言、布爾助記符語言、功能表圖語言、功能模塊圖語言以與結(jié)構(gòu)化語句描述語言等等。 梯形圖語言和布爾助記符語言是基本的程序設(shè)計語言，它通常是由一系列指令組成的，使用這些指令可以完成大多數(shù)簡單的控制功能，例如：代替繼電器、計數(shù)器、計時器完成順序控制和邏輯控制等，通過擴

21、展或增強的指令集，它們也能執(zhí)行其它的基本操作。 功能表圖語言和語句描述語言是高級的程序設(shè)計語言，可根據(jù)需要去執(zhí)行更有效的操作，例如：模擬量的控制、數(shù)據(jù)的操縱、報表的報印和其他基本程序設(shè)計語言無法完成的功能。 功能模塊圖語言采用功能模塊圖形式，通過軟連接的方式來完成所要求的控制功能，不僅在PLC中得到廣泛的應(yīng)用，在集散控制系統(tǒng)的編程與組態(tài)時也常被采用，由于它具有連接方便、操作簡單、易于掌握等特點，為廣大工程設(shè)計和應(yīng)用人員所喜愛。3.5歐姆龍可編程控制器的性能指標(biāo)1.掃描周期：反映PLC的執(zhí)行速度，這個指標(biāo)很重要；2.程序容量：也就是PLC的存大小，包括注釋存儲空間，程序存儲空間?？臻g大，我們發(fā)揮

22、的余地就越大；3.擴展能力：可擴展的IO點數(shù)，以與可擴展的高性能特殊模塊的能力。一般來說，低級的PLC不能擴展特殊模塊單元，或者無擴展能力；4.高速脈沖輸出能力：用于控制伺服或步進等依靠脈沖來控制的器件。輸出脈沖頻率低，外部器件動作就慢，達不到要求，一般是20KHZ到500KHZ，歐姆龍的CP1h型號PLC可支持1MHZ高速脈沖輸出；5.高速計數(shù)輸入能力：用于累計輸入口接受的信號數(shù)，常用于編碼器的輸入脈沖計數(shù)。反映PLC的輸入響應(yīng)速度。6.應(yīng)用指令：指令的豐富與否與PLC規(guī)格有關(guān)系，性能低的PLC指令就會少些，性能高的PLC指令就要多，應(yīng)用的場合也就多了。第四章 噴泉控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計4.1

23、噴泉控制系統(tǒng)的主電路設(shè)計圖4-1 主電路設(shè)計圖主電路采用交流接觸器來控制各個潛水泵，如圖4-1，噴泉一層使用一臺7.5KW潛水泵拖動；中間三層使用5.5KW潛水泵拖動，周圍4個十字小噴泉用3KW的潛水泵拖動。表4-1 潛水泵的主要技術(shù)參數(shù)功率額定揚程水泵樣式額定電壓額定電流絕緣等級額定轉(zhuǎn)速3KW7m軸流泵380V7.5AE28605.5KW10m離心泵380V11.6AB28007.5KW15m離心泵380V15AB2800主電路的控制方式采用的是用PLC去控制交流接觸器的線圈，再用交流接觸器線圈得電、失電去控制主觸頭的開斷，從而控制電機運轉(zhuǎn)與停止，再用電機來帶動潛水泵。4.2 PLC外部接線

24、圖圖4-2 PLC接口的輸入與輸出輸入端：系統(tǒng)的啟動、停止按鈕以與各個噴泉單獨啟動按鈕。輸出端：各噴泉潛水泵連KM1-KM8的線圈，用線圈的得電與失電，來控制交流接觸器觸電的動作，控制各噴泉工作4.3噴泉硬件系統(tǒng)控制圖圖4-3噴泉硬件系統(tǒng)控制圖4.4步進電機的介紹1.步進電機的概念：步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來

25、控制角位移量，從而達到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。2.步進電機的主要類型：反應(yīng)式（Variable Reluctance，VR）、永磁式（Permanent Magnet, PM）和混合式（Hybrid Stepping, HS）。反應(yīng)式：定子上有繞組、轉(zhuǎn)子由軟磁材料組成。結(jié)構(gòu)簡單、成本低、步距角小，可達1.2、但動態(tài)性能差、效率低、發(fā)熱大，可靠性難保證。永磁式：永磁式步進電機的轉(zhuǎn)子用永磁材料制成，轉(zhuǎn)子的極數(shù)與定子的極數(shù)一樣。其特點是動態(tài)性能好、輸出力矩大，但這種電機精度差，步矩角大（一般為7.5或15）?；旌鲜剑夯旌鲜讲竭M電機綜合

26、了反應(yīng)式和永磁式的優(yōu)點，其定子上有多相繞組、轉(zhuǎn)子上采用永磁材料，轉(zhuǎn)子和定子上均有多個小齒以提高步矩精度。其特點是輸出力矩大、動態(tài)性能好，步距角小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本相對較高。3.步進電機的工作原理：步進電機是一種感應(yīng)電機，它的工作原理是利用電子電路將直流電變成分時供電的，多相時序控制電流，用這種電流為步進電機供電，步進電機才能正常工作，驅(qū)動器就是為步進電機分時供電的，多相時序控制器。步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。通俗一點講：當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（即步進角）?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準(zhǔn)確定位的目的；同時可

27、以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。4.步進電機和驅(qū)動器的選擇方法：判斷需多大力矩：靜扭矩是選擇步進電機的主要參數(shù)之一。負載大時，需采用大力矩電機。力矩指標(biāo)大時，電機外形也大。判斷電機運轉(zhuǎn)速度：轉(zhuǎn)速要求高時，應(yīng)選相電流較大、電感較小的電機，以增加功率輸入。且在選擇驅(qū)動器時采用較高供電電壓。選擇電機的安裝規(guī)格：如57、86、110等，主要與力矩要求有關(guān)。確定定位精度和振動方面的要求情況：判斷是否需細分，需多少細分。根據(jù)電機的電流、細分和供電電壓選擇驅(qū)動器。5.步進電機的接線方式：步進電機接線方法是一種能將數(shù)字輸入脈沖轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)或直線增量運動的電磁執(zhí)行元件。每輸入一

28、個脈沖電機轉(zhuǎn)軸步進一個步距角增量。電機總的回轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成正比例，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖頻率。步進電機接線方法是機電一體化產(chǎn)品中關(guān)鍵部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步進電機要與步進驅(qū)動器一起使用才行，參考驅(qū)動器的使用手冊就行了。有兩相四線，四相五線，五相六線，還有三相的但用的不是很多，多數(shù)用兩相就夠，相數(shù)越高步距角越小即越精確（現(xiàn)在有細分器可以更精確了）。以四相五線為例，四相電機工作方式有四拍和八拍兩種，也就是四相八拍運行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A. 八拍即八步，四拍也是一個道理。四相五線中，A,B,C,D四個相線，還有一個公共線，用萬用表測電阻，有一根線

29、和其他的線電阻一樣的，那就是公共線了。1個脈沖信號轉(zhuǎn)動一個步進角，所以你的控制線要連接驅(qū)動電路，驅(qū)動的輸出連接四個相線，公共線連接地或者電源。6.步進電機的主要特性1步進電機必須加驅(qū)動才可以運轉(zhuǎn)，驅(qū)動信號必須為脈沖信號，沒有脈沖的時候，步進電機靜止，如果加入適當(dāng)?shù)拿}沖信號，就會以一定的角度（稱為步角）轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動的速度和脈沖的頻率成正比。2三相步進電機的步進角度為7.5度，一圈360度，需要48個脈沖完成。3步進電機具有瞬間啟動和急速停止的優(yōu)越特性。4改變脈沖的順序，可以方便的改變轉(zhuǎn)動的方向。第五章 噴泉控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計5.1 系統(tǒng)I/O分配表表5-1 I/O分配表輸入元件符號輸入地址輸出元件

30、符號輸出地址噴泉總啟動SB10.00一層繼電器KM1100.01噴泉總停止SB20.01二層繼電器KM2100.02噴泉一層啟動SB30.02三層繼電器KM3100.03噴泉二層啟動SB40.03四層繼電器KM4100.04噴泉三層啟動SB50.04外圈1號繼電器KM5100.05噴泉四層啟動SB60.05外圈2號繼電器KM6100.06小噴泉1號SB70.06外圈3號繼電器KM7100.07小噴泉2號SB80.07外圈4號繼電器KM8100.08小噴泉3號SB90.08小噴泉4號SB100.09PLC控制系統(tǒng)像一般的計算機控制系統(tǒng)一樣，也是由硬件和軟件兩個部分組成的，硬件是指PLC本身與其外

31、圍設(shè)備，軟件是指管理PLC的系統(tǒng)軟件，PLC的應(yīng)用程序，編程語言和編程支持工具軟件。本次設(shè)計采用歐姆龍PLC中的CP1H型，使用歐姆龍的CX-Programmer軟件來進行編程。5.2 噴泉控制系統(tǒng)梯形圖本次畢業(yè)設(shè)計采用的是步進指令，根據(jù)人工噴泉需要實現(xiàn)的功能，以與運用梯形圖相比較，步進指令更適合編程。狀態(tài)與狀態(tài)之間的分隔轉(zhuǎn)換，相鄰狀態(tài)具有不同的動作，當(dāng)相鄰兩狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換條件得到滿足時，就可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。先按下啟動按鈕I：0.00，噴泉進入工作狀態(tài)。旁邊的兩個小噴頭就開始噴水,同時第一層的噴頭也開始噴水，延時3s后，第二層的噴頭開始噴水，延時3s后，第三層的噴頭開始噴水，延時3s后，第四層的噴頭開始噴水，延時3s后，第一層和第二層的噴頭開始噴水，延時5s后，第三層和第四層的噴頭開始噴水，延時5s后，第一層、第二層、第三層、第四層的噴頭都開始噴水,延時4s后,第一層的噴頭停噴,延時5s后,第二層的噴頭停噴,延時5s后,第三層的噴頭停噴,延時5s后,由此進行一個小循環(huán)系統(tǒng):第一層和第三層的噴頭開始噴水,延時8s后,第一層和第三層的噴頭開始噴水,如此循環(huán)3次。再重新開始重復(fù)上述動作,直至撥下啟動按鈕,結(jié)束完一個程序,所有的噴頭都停止工作。附錄系統(tǒng)完整梯形圖第六章 總結(jié)此次噴泉設(shè)計是經(jīng)過對多個地方的噴泉的仔細