基于.PLC的花式自動(dòng)噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、電氣控制與PLC技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目：基于S7-200PLC的噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)電氣控制與PLC技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生學(xué)生卡專業(yè)方向電氣工程班級(jí)主題名稱基于S7-200PLC的噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1 、完成控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，包括：電氣元件選型、電氣原理圖設(shè)計(jì)、可編程控制器輸入輸出接線圖設(shè)計(jì)等。2 、完成控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，主要包括：程序流程圖設(shè)計(jì)、梯形圖編程和仿真調(diào)試。3 、完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明的編寫，主要包括：封面、目錄、設(shè)計(jì)任務(wù)書、總體設(shè)計(jì)思路、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、參考資料等。2、設(shè)計(jì)要求1 、按下啟動(dòng)按鈕，噴泉控制裝置開始工作；按下停止按鈕，噴泉控制裝置停止工作。2.噴泉

2、的工作模式由花式選擇開關(guān)和單步/連續(xù)開關(guān)決定。3.單步/連續(xù)開關(guān)在單步位置時(shí)，噴泉只能按照花式選擇開關(guān)設(shè)定的方式運(yùn)行一個(gè)循環(huán)。4.花式選擇開關(guān)用于噴泉的噴水模式，現(xiàn)在我們考慮四種噴水模式?；ㄊ竭x擇開關(guān)在位置1時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后， 4號(hào)噴頭噴水，延時(shí)2s后， 3號(hào)噴頭噴水，再延時(shí)2s后，2號(hào)噴頭噴水將噴水，再延遲2s后， 1號(hào)噴嘴噴水。 18s后，如果是單步工作模式，停止。如果是連續(xù)工作模式，繼續(xù)循環(huán)?；ㄊ竭x擇開關(guān)在位置2時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后， 1號(hào)噴嘴噴水，延時(shí)2s后， 2號(hào)噴嘴噴水，再延時(shí)2s后， 3號(hào)噴嘴噴水，延時(shí)2s后， 4號(hào)噴頭噴水。 30s后，如果是單步工作模式，則停止。如果是連續(xù)工作

3、模式，繼續(xù)循環(huán)?；ㄊ竭x擇開關(guān)在位置3時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后， 1號(hào)和3號(hào)噴頭同時(shí)噴水。延時(shí)3s后， 2號(hào)和4號(hào)噴頭噴水， 1號(hào)和3號(hào)噴頭停止噴水。交替運(yùn)行15s后， 4組噴頭全部噴水， 30s后，如果是單步運(yùn)行，則停止。如果是連續(xù)工作模式，繼續(xù)循環(huán)?；ㄊ竭x擇開關(guān)在位置4時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后，按1 2 3 4的順序，每隔2s噴一次水，再一起噴一次水。 30s后，按照1 2 3 4的順序，分別延時(shí)2s ，依次停止噴水。再延遲1s后，按4 3 2 1的順序，每隔2秒噴一次水，再一起噴一次水。 30s后停止。如果它是單步工作，請(qǐng)停止。如果是連續(xù)工作模式，繼續(xù)循環(huán)。3. 設(shè)計(jì)時(shí)間表第一周周一復(fù)習(xí)文獻(xiàn)，了解設(shè)計(jì)

4、主題相關(guān)知識(shí)周二至周四確定控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，完成控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)第二周周五至周二完成控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試周三至周四寫作課程設(shè)計(jì)手冊(cè)周五防守導(dǎo)師簽名：目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc422996507 第 1 章 引言 PAGEREF _Toc422996507 h 2 HYPERLINK l _Toc422996508 1.1噴泉的歷史 PAGEREF _Toc422996508 h 2 HYPERLINK l _Toc422996509 1.2噴泉2的現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc422996509 h HYPERLINK l _Toc42299

5、6510 1.3設(shè)計(jì)目的 PAGEREF _Toc422996510 h 2 HYPERLINK l _Toc422996511 第 2 章 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 PAGEREF _Toc422996511 h 2 HYPERLINK l _Toc422996512 2.1設(shè)計(jì)任務(wù) PAGEREF _Toc422996512 h 2 HYPERLINK l _Toc422996513 2.1.1任務(wù)說(shuō)明 PAGEREF _Toc422996513 h 22.1.2控制任務(wù)和要求.2 HYPERLINK l _Toc422996514 2.2設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 PAGEREF _Toc422996514

6、h 2 HYPERLINK l _Toc422996515 第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc422996515 h 2 HYPERLINK l _Toc422996516 3.4 PLC硬件的選擇 PAGEREF _Toc422996516 h 2 HYPERLINK l _Toc422996517 3.4.1 PLC 2的基本工作模式 PAGEREF _Toc422996517 h HYPERLINK l _Toc422996518 3.5系統(tǒng)接線圖 PAGEREF _Toc422996518 h 2 HYPERLINK l _Toc422996519 第4章控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAG

7、EREF _Toc422996519 h 2 HYPERLINK l _Toc422996520 4.1控制程序流程圖設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc422996520 h 2 HYPERLINK l _Toc422996521 4.2.1模式1時(shí)序圖 PAGEREF _Toc422996521 h 2 HYPERLINK l _Toc422996522 4.2.2模式2時(shí)序圖 PAGEREF _Toc422996522 h 2 HYPERLINK l _Toc422996523 4.2.3模式3時(shí)序圖 PAGEREF _Toc422996523 h 2 HYPERLINK l _Toc4229

8、96524 4.2.4模式4時(shí)序圖 PAGEREF _Toc422996524 h 2 HYPERLINK l _Toc422996525 第 5 章 軟件系統(tǒng)設(shè)置 PAGEREF _Toc422996525 h 2 HYPERLINK l _Toc422996526 5.1系統(tǒng)梯形圖 PAGEREF _Toc422996526 h 2 HYPERLINK l _Toc422996527 第6章系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析 PAGEREF _Toc422996527 h 2 HYPERLINK l _Toc422996528 6.1調(diào)試結(jié)果分析 PAGEREF _Toc422996528 h 2 HYP

9、ERLINK l _Toc422996529 6.1.1花樣選擇開關(guān)在1、2位置時(shí) PAGEREF _Toc422996529 h HYPERLINK l _Toc422996530 6.1.2花樣選擇開關(guān)在 PAGEREF _Toc422996530 h 位置2時(shí) HYPERLINK l _Toc422996531 6.1.3花樣選擇開關(guān)在3、2位置時(shí) PAGEREF _Toc422996531 h HYPERLINK l _Toc422996532 6.1.4花樣選擇開關(guān)在位置4 、 PAGEREF _Toc422996532 h 2時(shí) HYPERLINK l _Toc422996534

10、參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc422996534 h 2第一章介紹1.1噴泉的歷史早在中國(guó)漢代的上林園，就有一座“銅龍吐水” ，是一座人工噴泉。可見，噴泉在園林中的使用已有2000多年的歷史。古代噴泉的制作主要是利用自然的整體結(jié)構(gòu)和人工改造。1.2噴泉現(xiàn)狀現(xiàn)代城市中設(shè)置的噴泉已經(jīng)非常先進(jìn)，靈活多變，圖案可以翻新。它們可以是大的或小的，高的或低的。根據(jù)水壓的不同，有不同高度、不同水態(tài)、各種形式的噴泉。今天的噴泉工程與高科技的結(jié)合是歷史的必然發(fā)展。由于噴泉工程中大量使用高科技噴泉，使噴泉效果更加絢麗多彩、婉約悅目。1.3設(shè)計(jì)目的通過(guò)對(duì)基于S7-200PLC的自動(dòng)噴泉控制系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11、、編程及在機(jī)調(diào)試實(shí)踐的分析，了解電氣控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路，熟悉和掌握外圍電路系統(tǒng)和軟件設(shè)計(jì)方法。并掌握使用PC監(jiān)控PLC工作狀態(tài)的方法第二章設(shè)計(jì)任務(wù)和要求2.1設(shè)計(jì)任務(wù)2.1.1任務(wù)說(shuō)明正方形的噴泉如圖所示。 4號(hào)為中噴口， 3號(hào)為環(huán)形噴口， 2號(hào)為主外環(huán)噴口， 1號(hào)為外環(huán)噴口。圖2.1廣場(chǎng)噴泉的結(jié)構(gòu)2.1.2控制任務(wù)和要求( 1 )按下啟動(dòng)按鈕，噴泉控制裝置開始工作，按下停止按鈕，噴泉控制裝置停止工作。( 2 )噴泉的工作模式由花樣選擇開關(guān)和單步連續(xù)開關(guān)決定。( 3 )單步和連續(xù)開關(guān)在單步控制時(shí)，噴泉只能按照花樣選擇開關(guān)設(shè)定的模式運(yùn)行一個(gè)循環(huán)。( 4 )花型選擇開關(guān)用于選擇噴泉的噴水花型。

12、現(xiàn)在考慮4種噴水模式?；舆x擇開關(guān)在位置1時(shí)，按下啟動(dòng)鍵后， 4號(hào)噴頭噴水，延時(shí)2s后， 3號(hào)噴頭噴水，再延時(shí)2s后， 2號(hào)噴頭噴水會(huì)噴水，再延時(shí)2s后， 1號(hào)噴頭噴水， 18s后停止，如果是單步工作模式，停止。如果是連續(xù)工作模式，繼續(xù)循環(huán)。當(dāng)花樣選擇開關(guān)在位置2時(shí)，按下啟動(dòng)鍵后， 1號(hào)噴頭噴水，延時(shí)2s后， 2號(hào)噴頭噴水，再延時(shí)2s后， 3號(hào)噴頭噴水會(huì)噴水，再延遲2s后， 4號(hào)噴頭噴水。 30s后停止，如果是單步工作模式，停止。如果是連續(xù)工作模式，繼續(xù)循環(huán)。當(dāng)花型選擇開關(guān)在位置3時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后， 1號(hào)和3號(hào)噴頭同時(shí)噴水，延時(shí)3s后， 2號(hào)和4號(hào)噴頭噴水同時(shí)噴水， 1號(hào)和3號(hào)噴嘴將停止噴水

13、。如此交替15s后， 4組噴頭噴水完畢， 30s后停止。如果是單步工作模式，它將停止。如果是連續(xù)工作模式，繼續(xù)循環(huán)。當(dāng)花樣選擇開關(guān)在位置4時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后，按照1-2-3-4的順序噴水，然后每隔2s一起噴水。 30s后，按1-2-3-4的順序依次延遲噴水2s 。再延遲1s后，按照4-3-2-1的順序，每隔2s噴一次水，然后一起噴水。 30s后停止。如果它是單步工作，請(qǐng)停止。如果是連續(xù)工作模式，繼續(xù)循環(huán)。2.2設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1完整的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介2正確編程組件的地址分配3繪制輸入輸出接線圖及相關(guān)圖紙4設(shè)計(jì)梯形圖控制程序5設(shè)計(jì)操作控制面板，編寫系統(tǒng)操作說(shuō)明6 、編譯系統(tǒng)調(diào)試說(shuō)明及注意事項(xiàng)。第三章系統(tǒng)硬

14、件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)組成圖圖3.1系統(tǒng)組成圖3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟1深入了解和分析花式噴泉的工藝條件和控制要求。2確定I/O設(shè)備。根據(jù)花式噴泉控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的輸入輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備包括按鈕、選擇開關(guān)等，常用的輸出設(shè)備包括指示燈。3根據(jù)I/O 點(diǎn)數(shù)選擇合適的PLC類型。4 、分配I/O點(diǎn)，分配PLC輸入輸出點(diǎn)，編制輸入輸出分配表或輸入輸出端子接線圖。5 、設(shè)計(jì)花式噴泉系統(tǒng)的梯形圖程序，并根據(jù)工作要求設(shè)計(jì)出詳盡完整的梯形圖。6道工序，是整個(gè)花式噴泉系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作。7 、將程序輸入PLC進(jìn)行軟件測(cè)試，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，使系統(tǒng)程序更加完善。PLC的I/O分配表根據(jù)系統(tǒng)需求選擇的I/O功能分

15、布表如表3.1所示表3.1 I/O功能分配表失去進(jìn)入認(rèn)為準(zhǔn)備啟動(dòng)I0.0按鈕SB0模式1開關(guān)I0.1按鈕SB1模式2開關(guān)I0.2按鈕SB2模式3開關(guān)I0.3按鈕SB3模式4開關(guān)I0.4按鈕SB4連續(xù)/單步I0.5按鈕SB5停止I0.6按鈕SB6失去出去認(rèn)為準(zhǔn)備1個(gè)噴嘴Q0.1接觸器KM12個(gè)噴嘴Q0.2接觸器KM23個(gè)噴嘴Q0.3接觸器KM34個(gè)噴嘴Q0.4接觸器KM43.4 PLC硬件的選擇可編程控制器是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字化操作電子系統(tǒng)。它使用可編程存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)用于執(zhí)行邏輯操作和其他操作的指令，并通過(guò)數(shù)字和模擬輸入和輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。3.4.1 PLC的基本工作方式

16、PLC采用“順序掃描、連續(xù)循環(huán)”的工作方式( 1 )每次掃描過(guò)程。輸入信號(hào)被集中采樣。輸出信號(hào)集中刷新。( 2 )輸入刷新過(guò)程。當(dāng)輸入端口關(guān)閉時(shí)，當(dāng)程序處于執(zhí)行階段時(shí)，輸入端有一個(gè)新的狀態(tài)，新的狀態(tài)不能被讀取。只有在程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)才會(huì)讀入新狀態(tài)。( 3 )一個(gè)掃描周期分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新。( 4 )組件印象寄存器的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而變化。( 5 )掃描周期的長(zhǎng)短由三項(xiàng)決定。 CPU執(zhí)行指令的速度；指令本身占用的時(shí)間；指令的數(shù)量。( 6 )由于集中采樣和集中輸出方式。存在輸入/輸出滯后現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲。3.5系統(tǒng)接線圖圖3.2系統(tǒng)I/O接線圖第四章控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開始4

17、.1控制程序流程圖設(shè)計(jì)開始連續(xù)工作方式連續(xù)工作方式PLCPLC初始化是按下停止按鈕噴第一個(gè)花式按下停止按鈕噴第一個(gè)花式連續(xù)工作方式連續(xù)工作方式停止停止是噴第二個(gè)花式噴第二個(gè)花式連續(xù)工作方式連續(xù)工作方式是噴第三個(gè)花式噴第三個(gè)花式連續(xù)工作方式連續(xù)工作方式是噴第四個(gè)花式噴第四個(gè)花式圖4.1控制流程圖4.2.1模式 1 時(shí)序圖4.2.2模式2時(shí)序圖4.2.3模式3時(shí)序圖4.2.4模式四時(shí)序圖圖4.2控制程序時(shí)序圖第五章軟件系統(tǒng)設(shè)置5.1系統(tǒng)梯形圖第六章系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析6.1調(diào)試結(jié)果分析6.1.1當(dāng)花樣選擇開關(guān)在位置1時(shí)圖6.1.1調(diào)試結(jié)果 1Program analysis: In the debu

18、gging results 1, when the selector switch is in position 1 , press the start button I0.0 , first, the No. 4 nozzle sprays water first, that is, the output point QO.4 is energized; 2s后點(diǎn)亮一個(gè)輸出，即每個(gè)噴頭依次噴水，最后四個(gè)噴頭噴水。按照編寫好的梯形圖程序進(jìn)行調(diào)試，觀察調(diào)試各步驟均符合系統(tǒng)要求，調(diào)試成功。6.1.2花樣選擇開關(guān)在位置2時(shí)圖6.1.2調(diào)試結(jié)果 2Program analysis: When the

19、selector switch is in position 2 , press the start button I0.0 , first, the No. 1 nozzle will spray water first, that is, the output point QO.1 will be energized and illuminated;通過(guò)觀察調(diào)試界面可以知道每2s就會(huì)有一個(gè)。輸出點(diǎn)亮，即每個(gè)噴頭依次噴水，最后四個(gè)噴頭噴水。6.1.3花樣選擇開關(guān)在位置3時(shí)圖6.1.3調(diào)試結(jié)果三程序分析：選擇器開關(guān)處于位置3時(shí)，按開始按鈕I0.0 ，首先，第1和3號(hào)噴嘴先噴水，即輸出點(diǎn)QO.1和Q0.3。并被照亮；觀察調(diào)試界面可知3s后，輸出點(diǎn)Q0.2和QO.4 會(huì)亮起，即2號(hào)和4號(hào)噴嘴噴水，同時(shí)原本亮的Q0.1 Q0.3將再次熄滅。 15s后1 , 2 , 3 , 4所有噴嘴噴水。6.1.4花樣選擇開關(guān)在位置4時(shí)1-2-3-4的順序點(diǎn)亮1-2-3-4的