(畢業(yè)設(shè)計參考)基于PLC的設(shè)計

1、本科生畢業(yè)論文(設(shè)計)基于PLC的?設(shè)計 學(xué) 院 電氣信息工程學(xué)院專 業(yè)電氣工程及其自動化班 級09級電氣1班 學(xué) 號 學(xué) 生 姓 名 聯(lián) 系 方 式 指 導(dǎo) 教 師 職稱： 副教授 2021 年 5 月獨 創(chuàng) 性 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文設(shè)計是本人在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下取得的研究成果。除了文中特別加以注釋和致謝的地方外，論文設(shè)計中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表的研究成果。與本研究成果相關(guān)的所有人所做出的任何奉獻均已在論文設(shè)計中作了明確的說明并表示了謝意。簽名：_ _年_月_日授權(quán)聲明本人完全了解許昌學(xué)院有關(guān)保存、使用本科生畢業(yè)論文設(shè)計的規(guī)定，即：有權(quán)保存并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交畢業(yè)論文設(shè)計的復(fù)

2、印件和磁盤，允許畢業(yè)論文設(shè)計被查閱和借閱。本人授權(quán)許昌學(xué)院可以將畢業(yè)論文設(shè)計的全部或局部內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編論文設(shè)計。本人論文設(shè)計中有原創(chuàng)性數(shù)據(jù)需要保密的局部為如沒有，請?zhí)顚憽盁o： 學(xué)生簽名： 年月日指導(dǎo)教師簽名： 年月日基于PLC的？設(shè)計摘 要花式噴泉是園林工藝與現(xiàn)代美學(xué)相結(jié)合而逐漸開展起來的一種產(chǎn)物。花式噴泉系統(tǒng)的主要架構(gòu)即是其控制局部，它的控制功能直接決定了花式噴泉絕大局部的性能。就一般意義上的花式噴泉而言，其噴水花式和噴水時間，將隨著其控制電路設(shè)計方案確實定而確定，在一些特殊場合，遂行特殊的噴水任務(wù)有一定的困難。在考慮到花式噴泉的控制

3、要求和控制元件的性能表達之后，本設(shè)計選定西門子S7-200系列PLC為控制元件，以可實現(xiàn)多種噴水模式的自動切換為目的，通過梯形圖的編寫和仿真，初步模擬了噴泉的控制程序，實現(xiàn)了預(yù)定的設(shè)計目標(biāo)。關(guān)鍵詞：PLC；自動控制基于PLC的？設(shè)計題目翻譯ABSTRACTFancy fountain is a kind of product comes from the combination of garden art and modern aesthetics . The core control component is the most important part of it, which most

4、ly decides its function. As the fancy and the time of spraying are ensured while its control circuit was designed, common fancy fountains will have difficulties in performing some special spray tasks. Considering the requirement of its control and the property of the control component, this design s

5、elected Siemens S7-200 Programmable Logic Controllership as the core control component of fancy fountain system. In order to succeed in the automatic transfer of the spray model, this design preliminary imitated the control program of the fancy fountain through redacting and simulating the ladder di

6、agram, thus achieving the concerted objective of this design.Key words: Programmable Logic Controller; Automatic control目 錄前言1第一章 西門子S7-200PLC概述11.1可編程控制器概述11.1.1 PLC的組成21.1.2 PLC的功能31.1.3 P L C的特點31.1.4 PLC的開展?fàn)顩r和前景31.2 西門子S7-200系列PLC概述4第二章 主控制器的選擇52.1噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計要求52.1.1 花式噴泉系統(tǒng)整體設(shè)計概況52.1.2 花式噴泉的具體控制要求

7、62.2 主控制器選擇72.3系統(tǒng)主電路設(shè)計8第三章 噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計83.1 噴泉控制系統(tǒng)的控制原理83.2 噴泉系統(tǒng)控制的輸入輸出點分配93.3 系統(tǒng)接線分布93.4 梯形圖分析103.5 程序運行分析18第四章 噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計程序調(diào)試19總結(jié)25參考文獻28致 謝29基于PLC的？設(shè)計前言噴泉，顧名思義，是指水在水壓的作用下以特定形狀噴出而形成的景觀。在自然界里，天然形成的噴泉多是由地下水受壓噴出地表形成，多出現(xiàn)于平原地區(qū)或山丘地帶；在現(xiàn)實生活中，人工制造的噴泉多出現(xiàn)于花園、公園、公共場館等處，作為一種人工景觀，起到襯托點綴環(huán)境的作用。花式噴泉結(jié)合了園林工藝與現(xiàn)代美學(xué)，用可編程控制器作

8、為其核心控制部件，具有花式繁多，易于轉(zhuǎn)換，便于控制等諸多優(yōu)點，解決了普通噴泉欣賞性略顯缺乏、控制不便等一些問題，具有良好的實用性和開展前景?？删幊炭刂破鞑粌H可以充分發(fā)揚并利用微處理器的普遍優(yōu)點，還具有設(shè)計調(diào)試工作量少等獨特的優(yōu)點，因此具有更加廣泛的應(yīng)用1。在考慮到花式噴泉的控制要求和控制元件的性能表達之后，本設(shè)計選定西門子S7-200系列PLC為控制元件。本設(shè)計通過梯形圖的編寫和仿真，初步模擬了噴泉的控制程序，實現(xiàn)了預(yù)定的設(shè)計目標(biāo)。第一章 西門子S7-200PLC概述1.1可編程控制器概述Programmable Logic Controller，即可編程控制器，是在結(jié)合了微型計算機原理和繼電

9、器常規(guī)控制原理的前提下、充分吸收利用微型處理器控制和繼電器順序控制的優(yōu)點，并將其運用到數(shù)字控制領(lǐng)域的新型控制器2。作為一種新的控制器，可編程控制器有著自身獨特的編程方法，不同于一般微型計算機編程語言，而是另辟蹊徑，采用梯形圖這種象形編程方法。獨特的編程語言，配合其自身的模塊化構(gòu)造，從而形成了清晰明了、直觀易懂、便于學(xué)習(xí)、易于維修的特點3?？删幊炭刂破鞑粌H可以借助其微處理器的優(yōu)點，來滿足工業(yè)應(yīng)用的需求，而且可以方便專業(yè)人員的維護與檢查4。1.1.1 PLC的組成PLC分為兩類。其中，單元式也可稱作整體式，模塊式也可稱作組合式5。單元式PLC的機箱內(nèi)不僅裝有其各個部件，也可加裝擴展模塊。模塊式PL

10、C那么將單元式PLC的每一個部件分別做成與之對應(yīng)的電路模塊，并用總線連接起來，組成一個完整的PLC。單元式PLC的外觀較小，多用于小型機。而模塊式PLC的體積較大，配置也相對靈活，可以根據(jù)不同用戶的不同需求，配置不同的模塊，以滿足廣闊用戶6。圖1-1 單元式PLC構(gòu)造示意圖圖1-2 模塊式PLC構(gòu)造示意圖1.1.2 PLC的功能PLC自1969年問世以來，40余年間，獲得了極大的開展，已經(jīng)成為一個獨立的行業(yè)，成為自動控制裝置的主導(dǎo)。這與其強大的功能是分不開的7。PLC的主要功能如下：1多種控制功能。2數(shù)據(jù)處理功能。3通信聯(lián)網(wǎng)功能。1.1.3 P L C的特點作為一種新的控制器，可編程控制器有著

11、自身獨特的一些優(yōu)點，這些優(yōu)點不僅促進了P L C的開發(fā)和利用，也給用戶提供了良好的用戶體驗8。1可靠性強，抗干擾。2功能相對較多、適用性強。3簡單易學(xué)、便于使用。4功耗低、性價比高。5易于安裝、調(diào)試、維護。1.1.4 PLC的開展?fàn)顩r和前景在PLC誕生之前，工業(yè)上借助于繼電器電路和接觸器電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)來滿足工業(yè)電器生產(chǎn)的需要。由于受到自身缺點的限制，繼電器控制系統(tǒng)在對順序、時序等動作進行控制和對開關(guān)量、模擬量等信號量進行處理時，有著明顯的缺乏9。在1969年，美國DEC公司研發(fā)了第一臺PLC，開辟了計算機技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用的新局面。在隨后的七十年代，PLC技術(shù)逐漸開展并走向成熟。到了九

12、十年代，PLC的運算速度有了更進一步的提高，功能有了更加全面的開發(fā)，在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛10。近年來，隨著技術(shù)開展，PLC的運行速度也越來越快。在未來，PLC的開展方向?qū)⒀刂湟?guī)模和功能大致分為兩個方向。其中，大型PLC將沿著運行速度更快、運行容量更大的方向開展11。與之對應(yīng)，小型PLC將會衍生出一種體積更小、本錢更低、成效卻得到提高的系列，以適應(yīng)小型控制系統(tǒng)自動化的需要。1.2 西門子S7-200系列PLC概述西門子S7-200系列PLC，屬于單元式，主要用于中小型系統(tǒng)12。其根本組成包括五大局部。圖1-3 西門子S7-200系列PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根本模塊也稱作CPU模塊。主要包括

13、CPU、電源、輸入輸出單元等部件。這些單元都安裝在一個集成模塊內(nèi)，構(gòu)成了PLC的核心控制裝置12。其CPU模塊技術(shù)指標(biāo)如下：表1-1 S7-200PLC的CPU模塊技術(shù)指標(biāo)第二章 主控制器的選擇在考慮到花式噴泉的控制要求和控制元件的性能表達之后，本設(shè)計選定西門子S7-200系列PLC為控制元件。2.1噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計要求本設(shè)計的重點在于控制系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計。接下來就具體的參數(shù)和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)做一個探討。 花式噴泉系統(tǒng)整體設(shè)計概況花式噴泉系統(tǒng)主要有五種不同大小的噴頭組成，五個噴頭分布在一個圓心和四個同心圓上，由內(nèi)而外分別標(biāo)定為ABCDE。從噴頭A到噴頭E，噴水的高度和強度依次遞減，而每一種型號的噴頭數(shù)

14、目依次遞增?；ㄊ絿娙到y(tǒng)的噴水花式由不同的噴頭組合噴水而成。比方：花式一由噴頭A單獨噴水，花式三由花式噴頭ACE組合噴水，花式六由噴頭BCD組合噴水，由而花式八那么由所有噴頭一齊噴水。表2-1 花式噴泉系統(tǒng)噴水把戲表噴泉系統(tǒng)中，各種不同的噴水花式組合成了噴泉系統(tǒng)的噴水模式。噴泉系統(tǒng)的噴水模式暫設(shè)定為四種，每一種都有八種噴水花式按特定的順尋排列組合而成。其中，模式一為從花式一到花式八依次噴射；模式二只是將模式一中的花式三和花式七的噴射順序?qū)φ{(diào)；模式三那么是將模式一中的花式四和花式五的順序?qū)φ{(diào)；模式四中對調(diào)的那么是花式六和花式七。 花式噴泉的具體控制要求設(shè)計的具體控制要求大致如下。首先按下開關(guān)按鈕

15、，電路接通，系統(tǒng)準(zhǔn)備運行。然后，按下點動/連續(xù)運行按鈕，選擇運行方式。再按下噴水模式選擇按鈕，選擇具體的噴水模式，噴泉進入運行狀態(tài)；最后，當(dāng)按下停止按鈕時，噴泉運行停止，電源斷開。在點動運行時，需要選擇噴水模式；在連續(xù)運行模式中，那么默認將選擇的噴水模式一直運行下去?？刂屏鞒桃娤铝袌D。圖2-1 噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計流程圖2.2 主控制器選擇控制方式主要有四個選擇。其中包括：繼電器控制、單片機控制和PLC控制。在這其中，PLC控制又包括選用S7-200PLC和S7-300PLC?？稍诰C合考慮這四種控制方式的優(yōu)劣后，選擇一個適宜的控制方案。繼電器控制系統(tǒng)常用于控制遠距電路和小容量電路的關(guān)斷和接通，適于

16、交、直流電力系統(tǒng)，并為之提供信號轉(zhuǎn)換、系統(tǒng)保護等控制作用。繼電器控制系統(tǒng)具有可輸入量種類多、線路簡單、可用很小的控制系統(tǒng)直接控制較大的負載的優(yōu)點13。但是由于這種控制方式對硬件依賴程度較高，容易受到元件老化、電弧等因素的作用和粉塵、濕度等因素的干擾，其可靠性難以得到絕對的保證，受外界因素的影響較大13。單片機作為主控制器，在工業(yè)控制領(lǐng)域具有諸多優(yōu)點。但是，單片機對使用人員的專業(yè)技術(shù)要求相對較高，必須由專業(yè)的技術(shù)人員進行開發(fā)設(shè)計，才能充分發(fā)揮單片機的自身優(yōu)勢；同時，單片機還具有出現(xiàn)故障后維修不易等特點，因此在噴泉控制方面具有一定的局限性14。假設(shè)選用西門子S7-300系列PLC，那么可以實現(xiàn)S7

17、-200系列PLC能夠?qū)崿F(xiàn)的全部功能。但花式噴泉的控制需要，卻無法完全開發(fā)利用西門子S7-300PLC，存在一定的浪費，并且提高了噴泉控制系統(tǒng)的本錢15。綜合考慮四種控制器的情況，西門子S7-200系列PLC的控制性能和設(shè)計本錢適合噴泉控制系統(tǒng)的要求，因此選用其作為噴泉控制系統(tǒng)的主控制器。2.3系統(tǒng)主電路設(shè)計花式噴泉系統(tǒng)主要有五種不同大小的噴頭組成，不同的噴頭噴水就組合成了不同的噴水花式，而將這些噴水花式按照特定的順序排列起來，使之依次噴水，就組成了不同的噴水模式。系統(tǒng)共有五個噴頭，來控制五種不同的水柱。與之對應(yīng)，主電路中接有五個電機，對應(yīng)驅(qū)動五個噴頭。圖2-2 系統(tǒng)主電路圖第三章 噴泉控制系

18、統(tǒng)設(shè)計3.1 噴泉控制系統(tǒng)的控制原理參照噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計原理，噴泉的控制程序主要由四段控制程序組成。第一段程序，用來在點動運行時，噴控制水花式的轉(zhuǎn)換。在梯形圖中，這一段程序包括網(wǎng)絡(luò)2到網(wǎng)絡(luò)4，共有3行。第二段程序，用來選擇不同的噴水把戲。在梯形圖中，這一段程序包括網(wǎng)絡(luò)6到網(wǎng)絡(luò)9，共有4行。第三段程序，用來在連續(xù)運行時，控制噴水模式的循環(huán)。在梯形圖中，這一段程序包括網(wǎng)絡(luò)10到網(wǎng)絡(luò)13，共有4行。第四段程序，用來實現(xiàn)對噴頭噴水的控制。在梯形圖中，這一段程序包括網(wǎng)絡(luò)14到網(wǎng)絡(luò)18，共有5行。噴泉的控制系統(tǒng)就是通過這四種程序，來實現(xiàn)對噴泉系統(tǒng)整體的控制的。3.2噴泉系統(tǒng)控制的輸入輸出點分配電路中，從

19、I0.0到I0.7的八個輸入對應(yīng)八個開關(guān)，以控制開通、關(guān)斷、連續(xù)運行、點動運行四個功能按鈕和模式一到模式四的四個選擇按鈕；從Q0.0到Q0.4的五個輸出分別對應(yīng)主電路控制的五個電機。表3-1 輸入輸出點分配表3.3 系統(tǒng)接線分布在接線分布圖中，從I0.0到I0.7的八個輸入對應(yīng)八個開關(guān)，以控制開通、關(guān)斷、連續(xù)運行、點動運行四個功能按鈕和模式一到模式四的四個選擇按鈕。這些選擇按鈕按下，那么會將輸入信號輸入到控制器中；經(jīng)過控制器內(nèi)置程序的邏輯運算，這些輸入信號將轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的輸出信號，實現(xiàn)對噴泉硬件局部的驅(qū)動。與之對應(yīng)，從Q0.0到Q0.4的五個輸出分別對應(yīng)主電路控制的五個電機，來控制五個噴頭的工作

20、。圖3-1 接線分布圖3.4 梯形圖分析圖3-2 移位與循環(huán)程序1在這一行，M10.0左側(cè)的元件全是常閉，因此，位存儲器M10.0是導(dǎo)通的。這一行的作用，是與后續(xù)的三個網(wǎng)絡(luò)一起，控制信號的移位和循環(huán)。圖3-3 移位與循環(huán)程序2當(dāng)M0.1閉合一個周期，信號就會傳遞到ROL-W。ROL-W的作用是將信號進行循環(huán)移位操作。它可以將MW10中的信號，向左移動一位。具體到這一段程序中，就是將M10.0中的信號，移動到M10.1中去。由于信號經(jīng)過ROL-W之前，M10.0是導(dǎo)通的。因此，當(dāng)信號經(jīng)過ROL-W之后，M10.1也變成導(dǎo)通。與之對應(yīng)，后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中的常開M10.1變?yōu)槌ｉ]圖3-4移位與循環(huán)程序3這一

21、行中，M11.0與M0.3組合，形成一個自鎖。圖3-5 復(fù)位程序這一行中，M11.0是一個常開，其右側(cè)元件進行的是復(fù)位操作。這個元件可以將從M10.0開始的9個點復(fù)位。完成復(fù)位以后，M10.0再次導(dǎo)通，回到初始狀態(tài)。 上述上述網(wǎng)絡(luò)中的四行網(wǎng)絡(luò)，完成了系統(tǒng)中信號的循環(huán)移位和復(fù)位，為程序的第一局部圖3-6 啟動控制程序這一行中，I0.0與M0.0組合，形成一個自鎖。當(dāng)按下SB1，I0.0閉合，輸入信號經(jīng)過兩個常閉，到達M0.0。當(dāng)開關(guān)SB1松開，M0.0仍然閉合，電路仍會導(dǎo)通。這一行，用來控制電路的啟動，為程序的第二局部。圖3-7 延時程序1在上一行中形成自鎖的同時，這一行中的M0.0轉(zhuǎn)換成常閉。

22、由于T38也是常閉的，因此，要想使T37得電，就必須使并聯(lián)的四個常開，至少有一個轉(zhuǎn)換為常閉。這四個常開，對應(yīng)的是從SB5到SB8的四個模式選擇開關(guān)。當(dāng)按下這四個開關(guān)中的一個， T37就會得電，在下一行中會出現(xiàn)相應(yīng)的響應(yīng)。圖3-8 延時程序2上一行中的T37得電，經(jīng)過30*100毫秒的延時，T38得電。與T37一樣，它也有30*100毫秒的延時。經(jīng)過延時，信號在下一行中會出現(xiàn)相應(yīng)的響應(yīng)。圖3-9 脈沖移位程序上一行中，經(jīng)過T38延時后的信號，會傳遞到下一個元件|P|。這個元件是在檢測到一次正階躍后，會導(dǎo)通一個周期。由于T37和T38的延遲時間都是3秒，因此，該元件的一個導(dǎo)通周期就是6秒。與之對應(yīng)

23、，其右端的M0.1會有6秒的接通時間。這三行主要控制電路中脈沖的移位，為程序的第三局部。圖3-10 點動/連續(xù)選擇程序這一行中，I0.3與M0.2組合，形成一個自鎖。當(dāng)松開開關(guān)SB4，M0.2仍然閉合，電路仍會導(dǎo)通。由電路的端口分布不難看出，這一行用來選擇電路是點動運行，還是連續(xù)運行，為是程序的第四局部。圖3-11 模式選擇程序1這一行中，I0.4與M0.4組合，形成一個自鎖。由于I0.4后面的四個元件都是常閉，因此，信號傳遞到網(wǎng)絡(luò)右端的M0.4，導(dǎo)致在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中的常開觸點M0.4閉合，進而導(dǎo)致對應(yīng)的輸出。圖3-12 模式選擇程序2這一行中，I0.5與M0.5組合，形成一個自鎖。由于I0.5后

24、面的四個元件都是常閉，因此，信號傳遞到網(wǎng)絡(luò)右端的M0.5，導(dǎo)致在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中的常開觸點M0.5閉合，進而導(dǎo)致對應(yīng)的輸出。圖3-13 模式選擇程序3與網(wǎng)絡(luò)4的原理一樣，I0.6與M0.6組合，形成一個自鎖。由于I0.6后面的四個元件都是常閉，因此，信號傳遞到網(wǎng)絡(luò)右端的M0.6，導(dǎo)致在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中的常開觸點M0.6閉合，進而導(dǎo)致對應(yīng)的輸出。圖3-14 模式選擇程序4與網(wǎng)絡(luò)4的原理一樣，I0.7與M0.7組合，形成一個自鎖。由于I0.7后面的四個元件都是常閉，因此，信號傳遞到網(wǎng)絡(luò)右端的M0.7，導(dǎo)致在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中的常開觸點M0.7閉合，進而導(dǎo)致對應(yīng)的輸出。這四行對應(yīng)的是噴泉噴水模式的選擇，為程序的第五局部

25、。圖3-15 輸出選擇程序1在這一局部程序中，當(dāng)信號導(dǎo)致M0.4和M0.7由常開變?yōu)槌ｉ]，再加上網(wǎng)絡(luò)1中相應(yīng)觸點的轉(zhuǎn)換，網(wǎng)絡(luò)14中產(chǎn)生相應(yīng)的輸出Q0.0，即噴頭A噴出水柱，執(zhí)行噴水任務(wù)。圖3-16 輸出選擇程序2在這一局部程序中，當(dāng)信號導(dǎo)致M0.5由常開變?yōu)槌ｉ]，再加上網(wǎng)絡(luò)1中相應(yīng)觸點的轉(zhuǎn)換，網(wǎng)絡(luò)15中產(chǎn)生相應(yīng)的輸出Q0.0，即噴頭A噴出水柱，執(zhí)行噴水任務(wù)。圖3-17 輸出選擇程序3在這一局部程序中，當(dāng)信號導(dǎo)致M0.6由常開變?yōu)槌ｉ]，再加上網(wǎng)絡(luò)1中相應(yīng)觸點的轉(zhuǎn)換，網(wǎng)絡(luò)16中產(chǎn)生相應(yīng)的輸出Q0.0，即噴頭A噴出水柱，執(zhí)行噴水任務(wù)。圖3-18 輸出選擇程序4在這一局部程序中，當(dāng)信號導(dǎo)致M0.4、M

26、0.6和M0.7由常開變?yōu)槌ｉ]，再加上網(wǎng)絡(luò)10中相應(yīng)觸點的轉(zhuǎn)換，網(wǎng)絡(luò)17中產(chǎn)生相應(yīng)的輸出Q0.1，即噴頭B噴出水柱，執(zhí)行噴水任務(wù)。圖3-19 輸出選擇程序5在這一局部程序中，當(dāng)M0.5由常開變?yōu)槌ｉ]，再加上網(wǎng)絡(luò)10中相應(yīng)觸點的轉(zhuǎn)換，網(wǎng)絡(luò)18中產(chǎn)生相應(yīng)的輸出Q0.1，即噴頭B噴出水柱，執(zhí)行噴水任務(wù)。圖3-20 輸出選擇程序6在這一局部程序中，當(dāng)M0.4、M0.6、M0.5和M0.7由常開變?yōu)槌ｉ]，網(wǎng)絡(luò)19中將產(chǎn)生相應(yīng)的輸出Q0.2，即噴頭C噴出水柱，執(zhí)行噴水任務(wù)。圖3-21 輸出選擇程序7在這一局部程序中，當(dāng)M0.4、M0.6、M0.5和M0.7由常開變?yōu)槌ｉ]，網(wǎng)絡(luò)20中將產(chǎn)生相應(yīng)的輸出Q0.2

27、，即噴頭D噴出水柱，執(zhí)行噴水任務(wù)。圖3-22 輸出選擇程序8在這一局部程序中，當(dāng)M0.4、M0.6、M0.5和M0.7由常開變?yōu)槌ｉ]，網(wǎng)絡(luò)21中將產(chǎn)生相應(yīng)的輸出Q0.2，即噴頭E噴出水柱，執(zhí)行噴水任務(wù)。從網(wǎng)絡(luò)14到網(wǎng)絡(luò)21，這5行分別驅(qū)動了五個噴頭的工作，為程序的第六局部。3.5 程序運行分析在噴泉控制系統(tǒng)的梯形圖中，具體劃分可分為六個局部。第一局部為網(wǎng)絡(luò)1到網(wǎng)絡(luò)4，用來控制系統(tǒng)中信號的循環(huán)移位和復(fù)位。第二局部為網(wǎng)絡(luò)5，主要控制,電路的啟動。第三局部為網(wǎng)絡(luò)6到網(wǎng)絡(luò)8，用來控制電路中脈沖的移位。第四局部為網(wǎng)絡(luò)9，用來選擇噴泉是連續(xù)運行還是點動運行。第五局部是網(wǎng)絡(luò)10到網(wǎng)絡(luò)13，對應(yīng)的是噴泉噴水模

28、式的選擇。,第六局部為網(wǎng)絡(luò)14到網(wǎng)絡(luò)21，分別驅(qū)動了五個噴頭的工作。當(dāng)噴泉控制系統(tǒng)電源接通后，網(wǎng)絡(luò)1中的M10.0接通，同時，噴泉進入待運行狀態(tài)。按下開關(guān)按鈕SB1，繼電器I0.0閉合，同時，M0.0接通，并完成M0.0的自鎖。然后可以用來選擇電路是點動運行，還是連續(xù)運行。如果是點動，那么需要按下選擇開關(guān)SB4。按下后， I0.3與M0.2形成自鎖，同時， M0.2斷開。中選定的噴水模式運行結(jié)束以后， M11.0接通，與M0.3形成自鎖，并導(dǎo)致M0.3斷開，噴泉運行停止。因此，只要按下SB4，系統(tǒng)只有一次運行的時機，就是所說的點動運行。因為與連續(xù)運行選擇開關(guān)SB3相對應(yīng)的輸入I0.2為常閉觸點

29、，因此，系統(tǒng)默認噴泉為連續(xù)運行，如果選擇連續(xù)運行，那么不需要按下任何按鈕。當(dāng)按下SB5，I0.4閉合，電路接通，電流通過M0.4,由于I0.4后面的四個元件都是常閉，因此， M0.4得電，導(dǎo)致后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中的M0.4轉(zhuǎn)換為常閉。加上網(wǎng)絡(luò)1中相應(yīng)信號的傳遞，Q0.0得到信號，產(chǎn)生對應(yīng)的輸出。即噴頭A噴水，執(zhí)行花式一。與此同步，M0.4轉(zhuǎn)換為常閉，T37產(chǎn)生一個延時。然后，下一個網(wǎng)絡(luò)中的T38在T37延時后接通，并同樣產(chǎn)生延時。由于T37和T38的延遲時間都是3秒，因此，該元件的一個周期就是6秒。因此，其右端的M0.1會有6秒的接通時間，即為每一個花式的執(zhí)行時間。執(zhí)行完花式一之后， ROL-W將M10

30、.0中的信號，移動到M10.1中去。由于信號經(jīng)過ROL-W之前，M10.0是導(dǎo)通的。因此，當(dāng)信號經(jīng)過ROL-W之后，M10.1就變成導(dǎo)通的了。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有相應(yīng)的輸出Q0.1，即噴頭B噴水，執(zhí)行花式二。執(zhí)行完花式二之后， ROL-W將M10.1中的信號，移動到M10.2中去，M10.2導(dǎo)通。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有相應(yīng)的輸出，即噴頭ACD噴水，執(zhí)行花式三。然后，程序會按照預(yù)先設(shè)定好的花式，繼續(xù)運行花式四到花式八。從花式一到花式八依次噴水，每個花式運行6秒，就是噴水模式一。如果當(dāng)時按下的不是SB5，而是其他的三個選擇開關(guān)，那么噴泉會運行其他的噴水模式。執(zhí)行完花式八后，選定的噴水模式

31、一就執(zhí)行完了，噴泉運行停止。假設(shè)果選擇的是連續(xù)運行，即不按下點動選擇按鈕，那么噴泉將沿著選定的運行模式一直運行。在連續(xù)運行的過程中，如果按下其他的模式選擇按鈕，噴泉的噴水模式將立即轉(zhuǎn)換。如果不按下SB2，噴泉會持續(xù)運行當(dāng)初選定的噴水模式，并且模式保持不變。如果按下SB2，那么立即停止運行。第四章 噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計程序調(diào)試噴泉設(shè)計采用西門子S7-200 sim 2.0仿真軟件的漢化版對控制系統(tǒng)程序進行模擬仿真。該軟件是西門子公司開發(fā)，是西門子S7-200系列PLC模擬仿真的首選。調(diào)試步驟如下圖：圖4-1 系統(tǒng)啟動，準(zhǔn)備運行當(dāng)噴泉控制系統(tǒng)電源接通后， M10.0接通，同時，對應(yīng)的常開觸點所在回路接

32、通，噴泉進入待運行狀態(tài)。按下開關(guān)按鈕SB1，繼電器I0.0閉合，同時，M0.0接通，并完成M0.0的自鎖。圖4-2 選擇點動運行按下選擇開關(guān)SB4， I0.3與M0.2形成自鎖，同時， M0.2斷開。中選定的噴水模式運行結(jié)束以后， M11.0接通，與M0.3形成自鎖，并導(dǎo)致M0.3斷開，噴泉運行停止。因此，噴泉進入點動運行方式。圖4-3 執(zhí)行花式一當(dāng)按下SB5，I0.4閉合，電路接通，電流通過M0.4,由于I0.4后面的四個元件都是常閉，因此， M0.4得電，導(dǎo)致后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中的M0.4轉(zhuǎn)換為常閉。加上網(wǎng)絡(luò)1中相應(yīng)信號的傳遞，Q0.0得到信號，產(chǎn)生對應(yīng)的輸出。即噴頭A噴水，執(zhí)行花式一。圖4-4 執(zhí)

33、行花式二執(zhí)行完花式一之后， ROL-W將M10.0中的信號，移動到M10.1中去。由于信號經(jīng)過ROL-W之前，M10.0是導(dǎo)通的。因此，當(dāng)信號經(jīng)過ROL-W之后，M10.1就變成導(dǎo)通的了。與之對應(yīng)，有相應(yīng)的輸出Q0.1，即噴頭B噴水，執(zhí)行花式二。圖4-5 執(zhí)行花式三執(zhí)行完花式二之后， ROL-W將M10.1中的信號，移動到M10.2中去，M10.2導(dǎo)通。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有相應(yīng)的輸出，即噴頭ACD噴水，執(zhí)行花式三。圖4-6 執(zhí)行花式四執(zhí)行完花式三之后， ROL-W將M10.2中的信號，移動到M10.3中去，M10.3導(dǎo)通。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有相應(yīng)的輸出，即噴頭BE同時噴水，執(zhí)行花式

34、四。圖4-7 執(zhí)行花式五執(zhí)行完花式四之后， ROL-W將M10.3中的信號，移動到M10.4中去，M10.4導(dǎo)通。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有相應(yīng)的輸出，即噴頭AB同時噴水，執(zhí)行花式五。圖4-8 執(zhí)行花式六執(zhí)行完花式五之后， ROL-W將M10.4中的信號，移動到M10.5中去，M10.5導(dǎo)通。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有相應(yīng)的輸出，即噴頭BCD同時噴水，執(zhí)行花式六。圖4-9 執(zhí)行花式七執(zhí)行完花式六之后， ROL-W將M10.5中的信號，移動到M10.6中去，M10.6導(dǎo)通。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有相應(yīng)的輸出，即噴頭BD同時噴水，執(zhí)行花式七。圖4-10 執(zhí)行花式八執(zhí)行完花式七之后， ROL-W將

35、M10.6中的信號，移動到M10.7中去，M10.7導(dǎo)通。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有相應(yīng)的輸出，即噴頭ABCDE同時噴水，執(zhí)行花式六。執(zhí)行完花式八后，噴泉進入停止?fàn)顟B(tài)。噴泉點動運行的調(diào)試結(jié)果，與設(shè)計目的符合。噴泉連續(xù)運行的調(diào)試，流程與點動時相仿。其區(qū)別在于，選擇連續(xù)運行，不用按下連續(xù)運行按鈕。另外，在連續(xù)運行過程中，只運行一種模式，直到按下其他模式選擇按鈕，噴泉改變噴水模式；或者按下SB2，噴泉停止運行。總結(jié)花式噴泉系統(tǒng)的主要架構(gòu)即是其控制局部，它的控制功能直接決定了花式噴泉絕大局部的性能。就一般意義上的花式噴泉而言，其噴水花式和噴水時間，將隨著其控制電路設(shè)計方案確實定而確定，在一些特殊場合，

36、遂行特殊的噴水任務(wù)有一定的困難。在考慮到花式噴泉的控制要求和控制元件的性能表達之后，本設(shè)計選定西門子S7-200系列PLC為控制元件，以可實現(xiàn)多種噴水模式的自動切換為目的，通過梯形圖的編寫和仿真，初步模擬了噴泉的控制程序，實現(xiàn)了預(yù)定的設(shè)計目標(biāo)。在噴泉控制系統(tǒng)的梯形圖中，具體劃分可分為六個局部。第一局部為網(wǎng)絡(luò)1到網(wǎng)絡(luò)4，用來控制系統(tǒng)中信號的循環(huán)移位和復(fù)位。第二局部為網(wǎng)絡(luò)5，主要控制,電路的啟動。第三局部為網(wǎng)絡(luò)6到網(wǎng)絡(luò)8，用來控制電路中脈沖的移位。第四局部為網(wǎng)絡(luò)9，用來選擇噴泉是連續(xù)運行還是點動運行。第五局部是網(wǎng)絡(luò)10到網(wǎng)絡(luò)13，對應(yīng)的是噴泉噴水模式的選擇。,第六局部為網(wǎng)絡(luò)14到網(wǎng)絡(luò)21，分別驅(qū)動

37、了五個噴頭的工作。當(dāng)噴泉控制系統(tǒng)電源接通后，網(wǎng)絡(luò)1中的M10.0接通，同時，噴泉進入待運行狀態(tài)。按下開關(guān)按鈕SB1，繼電器I0.0閉合，同時，M0.0接通，并完成M0.0的自鎖。然后可以用來選擇電路是點動運行，還是連續(xù)運行。如果是點動，那么需要按下選擇開關(guān)SB4。按下后， I0.3與M0.2形成自鎖，同時， M0.2斷開。中選定的噴水模式運行結(jié)束以后， M11.0接通，與M0.3形成自鎖，并導(dǎo)致M0.3斷開，噴泉運行停止。因此，只要按下SB4，系統(tǒng)只有一次運行的時機，就是所說的點動運行。因為與連續(xù)運行選擇開關(guān)SB3相對應(yīng)的輸入I0.2為常閉觸點，因此，系統(tǒng)默認噴泉為連續(xù)運行，如果選擇連續(xù)運行，

38、那么不需要按下任何按鈕。當(dāng)按下SB5，I0.4閉合，電路接通，電流通過M0.4,由于I0.4后面的四個元件都是常閉，因此， M0.4得電，導(dǎo)致后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中的M0.4轉(zhuǎn)換為常閉。加上網(wǎng)絡(luò)1中相應(yīng)信號的傳遞，Q0.0得到信號，產(chǎn)生對應(yīng)的輸出。即噴頭A噴水，執(zhí)行花式一。與此同步，M0.4轉(zhuǎn)換為常閉，T37產(chǎn)生一個延時。然后，下一個網(wǎng)絡(luò)中的T38在T37延時后接通，并同樣產(chǎn)生延時。由于T37和T38的延遲時間都是3秒，因此，該元件的一個周期就是6秒。因此，其右端的M0.1會有6秒的接通時間，即為每一個花式的執(zhí)行時間。執(zhí)行完花式一之后， ROL-W將M10.0中的信號，移動到M10.1中去。由于信號經(jīng)過ROL-W之前，M10.0是導(dǎo)通的。因此，當(dāng)信號經(jīng)過ROL-W之后，M10.1就變成導(dǎo)通的了。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有相應(yīng)的輸出Q0.1，即噴頭B噴水，執(zhí)行花式二。執(zhí)行完花式二之后， ROL-W將M10.1中的信號，移動到M10.2中去，M10.2導(dǎo)通。與之對應(yīng)，在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)中，有相應(yīng)的輸出，即噴頭ACD噴水，執(zhí)行花式三。然后，程序會按照預(yù)先設(shè)定好的花式，繼續(xù)運行花式四到花式八。從花式一到花式八依次噴水，每個花式運行6秒，就是噴水模式一。如果當(dāng)時按下的不是SB5，而是其他的三個選擇開關(guān)，那么噴泉會運行其他的噴水模式。執(zhí)行完花式八后，選定的噴水模式一就執(zhí)行完了，噴泉運行停止。假設(shè)