花樣噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、國家職業(yè)資格全?。ɑ蚴校┙y(tǒng)一鑒定維修電工論文（國家職業(yè)資格級）論文題目：花樣噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計姓 名： 葛 美 林 身份證號： 準(zhǔn)考證號： 所在省市： 江蘇省鹽城市 所在單位： 江蘇省鹽城技師學(xué)院 花樣噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計葛美林鹽城技師學(xué)院摘 要：本文重點討論了PLC在花樣噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用。使用PLC控制花樣噴泉，具有使用方便，運行可靠，控制程序段設(shè)計簡單等優(yōu)點。用SFC方法編程，可以使設(shè)計思路清晰，編程方便。若需要改變噴水花樣和噴水時間，設(shè)計方案不必作很大調(diào)整，只要把控制程序作相應(yīng)的修改，即可實現(xiàn)控制目的。關(guān)鍵詞：PLC 花式噴泉 控制系統(tǒng)在許多休閑廣場、景區(qū)或游樂場所里，人們經(jīng)?？吹?/p>

2、噴泉按一定的規(guī)律噴水，景色迷人；若在夜晚配上各種顏色的燈光顯示，則更加絢麗多彩。傳統(tǒng)的噴泉控制一旦設(shè)計好控制電路，就不能隨意改變噴水花樣及噴水時間，若采用PLC控制，利用PLC體積小，功能強，可靠性高，且具有較大的靈活性和可擴(kuò)展性的特點，通過改變噴泉的控制程序或改變方式選擇開關(guān)，就可以改變花樣噴泉的噴水規(guī)則，從而變換出各種花樣，以適應(yīng)不同季節(jié)，不同場合的噴水要求。1花樣噴泉控制系統(tǒng)的介紹1.1花樣噴泉池示意圖花樣噴泉池示意圖，如圖1所示。圖1 花樣噴泉池示意圖1.2花樣噴泉控制系統(tǒng)的原理圖在噴泉中，通過按鈕開關(guān)信號來控制PLC；電磁閥由PLC的輸出信號控制；噴泉的四組噴水管由電磁閥控制開關(guān)?；?/p>

3、樣噴泉控制系統(tǒng)的原理圖，如圖2所示。圖2 花樣噴泉控制系統(tǒng)的原理圖2花樣噴泉系統(tǒng)控制方案花樣噴泉系統(tǒng)的控制要求如下：（1）圖1中1、2均為外環(huán)型狀的噴水管，3為內(nèi)環(huán)形狀的噴水管4為星型噴水管。燈光系統(tǒng)由三條支路組成，分別為綠色燈支路（在1、2之間）；黃色燈支路（在2、3之間）；紅色燈支路（3、4之間）。（2）按下啟動按鈕，噴泉開始工作；按下停止按鈕，噴泉停止工作；（3）噴泉的工作方式由花樣選擇開關(guān)和單步/連續(xù)開關(guān)決定。（4）當(dāng)單步/連續(xù)開關(guān)在單步位置時，噴泉只能按照花樣選擇開關(guān)設(shè)定的方式，運行一個循環(huán)。（5）花樣選擇開關(guān)用于選擇噴泉的噴水花樣，考慮以下4種噴水花樣：a.花樣選擇開關(guān)在位置1時，

4、按下啟動按鈕后，4號噴頭噴水，延時2S后，3號噴頭噴水，在延時2S后，2號噴頭噴水，又延時2S后，1號噴頭噴水。18S后，如果為單步工作方式，則停下來；如果為連續(xù)工作方式，則繼續(xù)循環(huán)下去。b.花樣選擇開關(guān)在位置2時，按下啟動按鈕后，1號噴頭噴水，延時2S后，2號噴頭噴水，在延時2S后，3號噴頭噴水，又延時2S后，4號噴頭噴水。30S后，如果為單步工作方式，則停下來；如果為連續(xù)工作方式，則繼續(xù)循環(huán)下去。c.花樣選擇開關(guān)在位置3時，按下啟動按鈕后，1號和3號噴頭噴水，延時3S后，2號和4號噴頭噴水，同時1號和3號噴頭停止噴水。如此交替運行15S后，4組噴頭全部噴水，30S后，如果為單步工作方式，則

5、停下來；如果為連續(xù)工作方式，則繼續(xù)循環(huán)下去。d.花樣選擇開關(guān)在位置4時，按下啟動按鈕后，按照1 2 3 4的順序，依次間隔2S噴水，然后一起噴水。30S后，按照1 2 3 4的順序，依次間隔2S停止噴水。在經(jīng)1S延時，按照4 3 2 1的順序，依次間隔2S噴水，然后一起噴水，30S后停止。如果為單步工作方式，則停下來；如果為連續(xù)工作方式，則繼續(xù)循環(huán)下去。（6）無論哪種花樣噴泉，只要當(dāng)3號或者4號任意一個噴水的時候，黃燈亮；當(dāng)2號噴水的時候，紅燈亮；當(dāng)所有都噴水時，綠燈亮。3系統(tǒng)設(shè)計3.1系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟在花樣噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中主要考慮以下幾點：（1）深入了解和分析花樣噴泉的工藝條件和控

6、制要求。（2）確定I/O設(shè)備。根據(jù)花樣噴泉的控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)需的輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)等，常用的輸出設(shè)備有指示燈等。（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)計花樣噴泉系統(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，這是整個花樣噴泉系統(tǒng)設(shè)計的核心工作。（6）將程序輸入PLC進(jìn)行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。3.2硬件設(shè)計3.2.1PLC的選型通過對輸入/輸出點的選擇、對存儲容量的選擇、對I/O響應(yīng)時間的選擇以及輸出負(fù)載的特點選性的分析。該控制

7、系統(tǒng)選用德國西門子公司S7系列的PLC。它體積小，重量輕，使用壽命長，編程和維護(hù)方便，故障率低，通過擴(kuò)展模塊的連接，可以增加輸入/輸出點數(shù)。我設(shè)計的花樣噴泉模型共有9個輸入，7個輸出，因此選用型號為S7-200的PLC。3.2.2I/O分配表根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定PLC外部輸入、輸出地址分配，如表1所示。表1 I/O分配表輸入量輸出量名稱地址名稱地址啟動按鈕I0.01號噴頭Q0.0停止按鈕I0.12號噴頭Q0.1單步選擇開關(guān)I0.23號噴頭Q0.2循環(huán)選擇開關(guān)I0.34號噴頭Q0.3彩燈開關(guān)I0.4紅燈Q0.4選擇開關(guān)1I1.0黃燈Q0.5選擇開關(guān)2I1.1綠燈Q0.6選擇開關(guān)3I1.2選擇

8、開關(guān)4I1.33.2.3I/O口的外部接線圖根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，畫出PLCI/O口的外部接線圖，如圖3所示。圖3 I/O口的外部接線圖3.3軟件設(shè)計3.3.1系統(tǒng)工作過程分析（1）按下啟動按鈕，開始運行。（2）按下位置開關(guān)1，則是第一種花樣噴泉。（3）按下位置開關(guān)2，則是第二種花樣噴泉。（4）按下位置開關(guān)3，則是第三種花樣噴泉。（5）按下位置開關(guān)4，則是第四種花樣噴泉。（6）按下燈控開關(guān)，彩燈開始工作。無論哪種花樣噴泉，只要當(dāng)3號或者4號任意一個噴水的時候，黃燈亮；當(dāng)2號噴水的時候，紅燈亮；當(dāng)所有都噴水時，綠燈亮。（7）按下停止按鈕，則運行結(jié)束。3.3.2控制系統(tǒng)程序設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，設(shè)計PLC程序梯形圖，如圖4所示。圖4 PLC控制程序梯形圖4結(jié)束語由于采用PLC控制花樣噴泉，實現(xiàn)了用選擇開關(guān)控制噴水花樣，因而使整個控制系統(tǒng)具有更大的靈活性。該控制系統(tǒng)只適合輸入/輸出點不超過20點的噴泉使用。若用于大型噴泉控制，只需增加一個I/O擴(kuò)展模塊即可。若增加一個顯示模塊，可以更方便、更直觀的改變噴水時間，從而改變噴水規(guī)律，提高控制系統(tǒng)的易操作性。參考文獻(xiàn)：1郭艷萍 李曉波.PLC在花式噴泉控制中的應(yīng)用J，20032齊從謙.PLC技術(shù)及應(yīng)用M.