花式喷水池的PLC控制课程设计

测控技术与系统课程设计题目花式喷水池的PLC控制系(部)班级姓名学号指导教师2012年2月27日至3月9日共2周2012年3月9日测控技术与系统课程设计任务书一、设计题目、内容及要求1、设计题目：花式喷水池的PLC控制2、设计内容：在花式喷水时序确定的前提下，通过改变时序或者改变控制开关就可以改变控制方式，达到显现各种复合状态的要求。控制器需满足要求如下：（1）控制器电源开关接通后，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”开关决定。（2）“单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一次循环；在连续位置时，喷水池运行一直继续下去。（3）方式选择开关用来选择喷水池的喷水花样，1~4号喷水法的工作方式选择如下：①选择开关在位置“1”时，按下启动按钮后，4号喷水，延时2s后，3号喷水，延时2s后，2号喷水，再延时2s后，1号喷水，再一起喷水15s后停下。若运行在连续状态时，将继续循环下去。②选择开关在位置“2”时，按下启动按钮后，1号喷水，延时2s后，2号喷水，延时2s后，3号喷水，再延时2s后，4号喷水，再一起喷水30s后停下。若运行在连续状态时，将继续循环下去。③选择开关在位置“3”时，按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、4号喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后，1~4号全喷水，30s后停下。若运行在连续状态时，将继续循环下去。④选择开关在位置“4”时，按下启动按钮后，1→2→3→4按顺序延时2s喷水然后一起喷水30s，1、2、3和4号分别延时2s停止喷水，再延时1s，由4→3→2→1反向顺序延时2s喷水，然后一起喷水30s停止。若运行在连续状态时，将继续循环下去。（4）无论在什么工作方式下，按停止按钮，喷水池将停止运行。I/O点的分配：X0：启动按钮Y0：喷水池工作指示X1：选择开关在位置“1”Y1：1号喷水电磁阀X2：选择开关在位置“2”Y2：2号喷水电磁阀X3：选择开关在位置“3”Y3：3号喷水电磁阀X4：选择开关在位置“4”Y4：4号喷水电磁阀X5：停止按钮X6：单步/连续选择开关3、设计要求：1）确定电气传动控制方案，选择电动机；2）根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备。据此确定PLC的I/O点数；3）选择PLC,分配PLC的I/O点，设计I/O电气接口连接图（这一步也可结合第2步进行）；4）进行PLC程序设计。二、设计原始资料三、要求的设计成果（课程设计说明书、设计实物、图纸等）1．根据设计内容撰写《测控技术与系统课程设计报告》，要求不低于3000字。2.绘制顺序功能图(A3)；3.绘制电气原理图主电路、PLCI/O接线图(A3)。四、进程安排从2011年2月27日到2010年3月9日序号项目具体内容时间（天）1明确任务1）了解设计任务书2）借阅图书资料12总体方案设计及PLC选型1）熟悉设计题目2）查阅相关资料，进行PLC选型、电器元件选型23接线图设计分配PLC的I/O点，设计I/O电气接口连接图14顺序功能图、梯形图设计绘制顺序功能图、梯形图45撰写设计报告撰写不少于3000字的《测控系统课程设计报告》2五、主要参考资料[1]邓星钟.机电传动控制.武汉：华中科技大学出版社,2001.[2]静康.实用电工典型线路图例.北京：中国水利水电出版社,1998.[3]全国电气文件编制和图形符号标准化技术委员会.电气电工及相关标准汇编.北京：中国电力出版社,2001.[4]朱英韬.工厂电气控制技术.北京：工业大学出版社，1991.[5]杨长能,张兴毅.可编程程序控制器基础及应用.重庆:：重庆大学出版社,2001.指导教师（签名）：教研室主任（签名）：课程设计成绩评定表出勤情况出勤天数缺勤天数成绩评定出勤情况及设计过程表现（20分）课设答辩（20分）设计成果（60分）总成绩（100分）提问（答辩）问题情况综合评定指导教师签名：年月日目录1概述................................................................................................................................12总体方案设计................................................................................................................22.1工作原理..................................................................................................................22.2总体方案..................................................................................................................23硬件设计........................................................................................................................33.1设计课题硬件系统各模块功能简要介绍.............................................................33.2硬件主电路原理图..................................................................................................33.3PLC型号的选择......................................................................................................43.3.1PLC的I/O选择..............................................................................................43.3.2PLC的输出类型的选择..................................................................................43.3.3PLC的控制功能的选择..................................................................................43.4PLCI/O安排表.......................................................................................................43.5PLC外部I/O接线图..............................................................................................54软件设计........................................................................................................................64.1软件流程图.............................................................................................................64.2系统顺序功能图.....................................................................................................74.3系统程序梯形图及解释.........................................................................................85结论..............................................................................................................................13参考文献..........................................................................................................................14唐山学院课程设计11概述花式喷水池是近年来出现的一种园林建筑与花式观赏相结合的一种产物。随着可编程控制器在我国的迅速发展，对花式喷泉的控制要求也越来越高，使得越来越多的控制部分需要可编程控制器来实现。可编程控制器，简称PLC。它在集成电路、计算机技术的基础上发展起来的一种新型工业控制设备。具有1.可靠性高、抗干扰能力强2.设计、安装容易3.维修工作量少4.功能强、通用性好5.开发周期短、成功率高6.体积小、重量轻、功耗底等特点。具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，已经广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为工业生产自动化的支柱产品。与继电——触发器系统相比系统更加可靠;价格上能与继电——接触器控制系统竞争；易于在现场变更程序；便于使用、维修、维护；能直接推动电磁阀、接触器与之相当的执行机构；能向中央执行机构。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。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开关，就可改变控制方式，达到显现各种复合状态的要求。图1花式喷水池示意图在图1中，在图中，4为中间喷水管，3为内环状喷水管，2为一次外环形状喷水管，1为外环形状喷水管。唐山学院课程设计22总体方案设计2.1工作原理用PLC编程控制器来对花式喷水池的规律进行控制，该喷水池一共可以按照四种花式进行喷水，我们用四个档位进行控制，分别为花式一档位、花式二档位、花式三档位、花式四档位，当按下其中一个档位时，再按下启动按钮，喷水池即按照那种花式进行喷水，还设有停止按钮，当按下停止按钮时，无论喷水池处于哪种花式下工作，都立即停止喷水。2.2总体方案对花式喷水池进行PLC控制，我们的总体思路是先设计硬件电路，再设计软件系统。硬件电路设计思路是对PLC各个I/O口进行功能分配，共有四个档位按钮，一个启动按钮和一个停止按钮，单步/连续按钮和指示灯显示。软件系统设计是利用步进指令进行编程控制其喷水规律。设计过程中主要考虑以下几点：（1）深入了解和分析花式喷水池的工艺条件和控制要求。（2）确定I/O设备。根据花式喷水池控制系统的功能要求，确定系统所需的输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关等，常用的输出设备有指示灯等。（3）根据I/O点数选择合适的PLC类型。（4）分配I/O点。分配PLC的输入输出点，编制出输入输出分配表或输入输出端口的接线图。（5）设计花式喷水池系统的梯形图程序，根据工作要求设计出周密完整的梯形图。（5）程序，这是整个花式喷水池系统设计的核心工作。（7）将程序输入PLC进行软件测试，查找错误，使系统程序更加完善。为方便编程，采用先编写状态转移图，再将状态转移图编写为梯形图的方式，这样