花式噴水池PLC控制課件

1、黑龍江大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 課程名稱： 專業(yè)方向課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 花式噴水池的PLC控制 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 成績：內(nèi)容摘要隨著可編程控制器在我國的迅速發(fā)展，對(duì)花式噴泉的控制要求也越來越高，使得越 來越多的控制部分需要可編程控制器來實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)書采用了西門子s7-200系列可編程序控制器作為噴水池的控制器。對(duì)花式噴水池的控制系統(tǒng)的總體功能進(jìn)行了分析，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件配置、設(shè)計(jì)方案及軟件設(shè)計(jì)順序功能圖。本設(shè)計(jì)改善了噴泉系統(tǒng)的控制品質(zhì)，并真正地達(dá)到了實(shí)時(shí)控制的要求。當(dāng)控制要求發(fā)生改變時(shí)，只需要改變程序，硬件接線不變或作較小變動(dòng)即

2、可，方便簡單。而且采用PLC控制時(shí)，利用其體積小、功能強(qiáng)、可靠性高，并具有較大的靈活性和可擴(kuò)展性的特點(diǎn)，改變控制方式或改變選擇開關(guān)，即可改變噴水規(guī)律，變換出不同的花樣。關(guān)鍵詞花式噴水池裝置；CPU222；順序控制I目錄內(nèi)容摘要I關(guān)鍵詞I第一章 緒論11.1花式噴水池PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試內(nèi)容簡介11.1.1 花式噴水池示意圖11.1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求11.2花式噴水池PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試課題要求21.3花式噴水池PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試設(shè)計(jì)思想2第二章 花式噴水池PLC控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)42.1 花式噴水池PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行框圖42.2 花式噴水池PLC控制系統(tǒng)PLC選型52

3、.3 花式噴水池PLC控制系統(tǒng)I/O分配表52.3 花式噴水池PLC控制系統(tǒng)I/O接線圖62.4 花式噴水池PLC控制程序的梯形圖6第三章 花式噴水池PLC控制系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)73.1花式噴水池PLC控制程序的主電路設(shè)計(jì)73.2花式噴水池PLC控制程序的元件明細(xì)8總結(jié)9參考文獻(xiàn)10致謝11附錄12I第一章 緒論1.1花式噴水池PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試內(nèi)容簡介1.1.1 花式噴水池示意圖在圖（a）中，4為中間噴水管，3為內(nèi)環(huán)狀噴水管，2為一次外環(huán)形狀噴水管，1為外環(huán)形狀噴水管。圖（b）中的選擇開關(guān)可有4種選擇，可分別用4個(gè)開關(guān)模擬實(shí)現(xiàn)；單步連續(xù)開關(guān)為“1”= 單步，“0”= 連續(xù)，其他為單一功能

4、開關(guān)。1.1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求（1）控制器電源開關(guān)接通后，按下啟動(dòng)按鈕，噴水裝置即開始工作。按下停止按鈕，則停止噴水。工作方式由選擇開關(guān)和單步連續(xù)開關(guān)來決定。（2）“單步連續(xù)”開關(guān)在單步位置時(shí)，噴水池只運(yùn)行一次循環(huán)；在連續(xù)位置時(shí)，噴水池運(yùn)行一直繼續(xù)下去。（3）方式選擇開關(guān)用來選擇噴水池的噴水花樣，1-4號(hào)噴水管的工作方式選擇如下：選擇開關(guān)在位置“1時(shí)。按下啟動(dòng)按鈕后，4號(hào)噴水，延時(shí)2s后，3號(hào)也噴水，延時(shí)2s后，2號(hào)接著噴水，再延時(shí)2s，1號(hào)噴水，這樣，一起噴水15 s后停下。若在連續(xù)狀態(tài)時(shí)，將繼續(xù)循環(huán)下去。選擇開關(guān)在位置“2”時(shí)。按下啟動(dòng)按鈕后，1號(hào)噴水，延時(shí)2s后，2號(hào)噴水，延時(shí)2s后，

5、3號(hào)接著噴水，再延時(shí)2s，4號(hào)噴水，這樣，一起噴水30s后再停下。若在連續(xù)狀態(tài)時(shí)，將繼續(xù)循環(huán)下去。選擇開關(guān)在位置“3”時(shí)。按下啟動(dòng)按鈕后，1、3號(hào)同時(shí)噴水，延時(shí)3 s后，2、4號(hào)噴水，1、3號(hào)停止噴水；交替運(yùn)行5次后，1-4號(hào)全噴水，30 s后停止。若在連續(xù)狀態(tài)時(shí)，將繼續(xù)循環(huán)下去。選擇開關(guān)在位置“4”時(shí)。按下啟動(dòng)按鈕后，噴水池1-4號(hào)水管的工作順序?yàn)椋?234接順序延時(shí)2s噴水，然后一起噴水30s，1、2、3和·4號(hào)分別延時(shí)2 s停水，再延時(shí)1 s，由4321反向順序按2s順序噴水，一起噴水30e后停止。若在連續(xù)狀態(tài)時(shí)，將繼續(xù)循環(huán)下去。（4）不論在什么工作方式下，按下停止按鈕，噴水池

6、將停止運(yùn)行。1.2花式噴水池PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試課題要求本次的設(shè)計(jì)要求如下：1.畫出運(yùn)行框圖；2.采用PLC控制，列出輸入輸出點(diǎn)分配表；3.畫出PLC的輸入輸出設(shè)備的接線圖；4.利用STEP7-Micro/WIN32軟件完成梯形圖、指令表的程序設(shè)計(jì)與調(diào)試；5.完成課程設(shè)計(jì)說明書1.3花式噴水池PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試設(shè)計(jì)思想 1. 水池控制電源開關(guān)接通后，工作方式由“選擇開關(guān)”和“單步/連續(xù)”開關(guān)來決定； 2.“單步/連續(xù)”開關(guān)在單步位置時(shí)，噴水池只運(yùn)行一個(gè)循環(huán)；在連續(xù)位置時(shí)，噴水池反復(fù)循環(huán)運(yùn)行。按下啟動(dòng)按鈕，噴水裝置即開始工作。按下停止按鈕，則停止噴水； 3. 當(dāng)選擇開關(guān)在1時(shí)，按動(dòng)

7、啟動(dòng)按鈕時(shí)程序自動(dòng)進(jìn)入開關(guān)1對(duì)應(yīng)該的程序運(yùn)行，程序運(yùn)行到最后時(shí)自行判斷是單步或連續(xù)，就入戲一個(gè)環(huán)節(jié)。 當(dāng)選擇開關(guān)在2、3、4時(shí)同上。4. 工藝流程圖電源電動(dòng)機(jī)電磁閥PLC控制面板第二章 花式噴水池PLC控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)2.1 花式噴水池PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行框圖在許多休閑廣場(chǎng)、景區(qū)或游樂場(chǎng)里，經(jīng)?？吹絿娝匕匆欢ǖ囊?guī)律噴水或變化式樣，若在夜晚配上各種彩色的燈光顯示，更加迷人。設(shè)計(jì)一花式噴水池，采用PLC控制是比較方便的，在花式噴水時(shí)序確定的前提下，可以通過改變時(shí)序或者改變控制卉關(guān)，就可改變控制方式，達(dá)到顯現(xiàn)各種復(fù)合狀態(tài)的要求。經(jīng)分析及組員的建議本設(shè)計(jì)題目使用順序控制指令完成，思路清晰、易于理

8、解。而順序控制指令是PLC生產(chǎn)廠家為用戶提供的可視功能圖編程簡單化和規(guī)范化的指令。本設(shè)計(jì)中使用順序控制指令雖梯形圖網(wǎng)絡(luò)眾多，操作比較繁瑣，但思路清晰、易于理解。故選擇順序控制指令完成。本設(shè)計(jì)中涉及可選擇的分支和鏈接、跳轉(zhuǎn)和循環(huán)。分析系統(tǒng)及控制要求繪出如下運(yùn)行框圖 ,如圖2-1所示圖2-1 系統(tǒng)運(yùn)行框圖2.2 花式噴水池PLC控制系統(tǒng)PLC選型從2.1運(yùn)行框圖分析可以知道，系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點(diǎn)7個(gè)，開關(guān)量輸出點(diǎn)5個(gè)。本系統(tǒng)采用西門子S7-200系列PLC進(jìn)行控制。如果選用CPU226PLC或CPU224PLC，價(jià)格較高，浪費(fèi)較大。參照西門子S7-200產(chǎn)品目錄，主機(jī)CPU222.它體積小，重量輕

9、，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(diǎn)數(shù)。CPU 222 輸入電壓：20.428.2V DC/85264V AC(4363Hz) ,集成了8輸入/6輸出共14個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)?？蛇B接2個(gè)擴(kuò)展模塊。2.3 花式噴水池PLC控制系統(tǒng)I/O分配表該系統(tǒng)需7個(gè)輸入和5個(gè)輸出，由以上知選CPU222即可滿足要求（CPU222有8輸入和6輸出）。I/O分配表如下圖所示。名稱地址符號(hào)說明輸入啟動(dòng)按鈕I0.0SF0啟動(dòng)噴泉系統(tǒng)1號(hào)方式選擇開關(guān)I0.1SF1噴泉選擇1號(hào)方式噴水2號(hào)方式選擇開關(guān)I0.2SF2噴泉選擇2號(hào)方式噴水3號(hào)方式選擇開關(guān)I0.3SF3噴泉選擇3號(hào)方

10、式噴水4號(hào)方式選擇開關(guān)I0.4SF4噴泉選擇4號(hào)方式噴水單步/循環(huán)選擇開關(guān)I0.5SF5選擇是否是循環(huán)狀態(tài)停止按鈕I0.6SF6停止噴泉系統(tǒng)輸出噴水池工作指示Q0.0EA1噴水池工作指示燈亮1號(hào)噴水閥工作Q0.1MB11號(hào)噴水閥工作2號(hào)噴水閥工作Q0.2MB22號(hào)噴水閥工作3號(hào)噴水閥工作Q0.3MB33號(hào)噴水閥工作4號(hào)噴水閥工作Q0.4MB44號(hào)噴水閥工作2.3 花式噴水池PLC控制系統(tǒng)I/O接線圖2.4 花式噴水池PLC控制程序的梯形圖本系統(tǒng)采用STEP 7 MicroWIN SP4（S7-200）V4.0軟件調(diào)試，分為兩部分：主程序和子程序,子程序有四部分,分別表示選擇開關(guān)在位置1-4時(shí)的

11、不同噴水花樣，共有69個(gè)網(wǎng)絡(luò)。調(diào)試過程所設(shè)計(jì)梯形圖見附錄第三章 花式噴水池PLC控制系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)3.1花式噴水池PLC控制程序的主電路設(shè)計(jì)下圖為花式噴水池的主電路圖。QF為空氣開關(guān)，起保護(hù)作用；KM0控制三相異步電動(dòng)機(jī)起步運(yùn)行，KM1、KM2、KM3、KM4分別通過控制四個(gè)電磁閥的通斷來控制噴水管噴水。圖3-1 主電路圖3.2花式噴水池PLC控制程序的元件明細(xì)表3-1花式噴水池PLC控制程序的元件明細(xì)序號(hào)器件名稱型號(hào)主要參數(shù)數(shù)量1PLCS7-200 CPU2228輸入/6輸出12塑料外殼式低壓斷路器DZ20Y-100/330050/60Hz;800V;400A13電動(dòng)機(jī)100L2 M-43K

12、W;380V;23A14熔斷器RL1-15500V;10A55電磁繼電器HH52PDC24V;10A;10V56直流電源NES-50-2450W;24V17旋轉(zhuǎn)開關(guān)LW5D-1650Hz;<500V;<5.5Kw總結(jié)通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)踐結(jié)合起來的重要性。在設(shè)計(jì)的過程中遇到了各種各樣的問題。同時(shí)在發(fā)現(xiàn)自己的不足之處，例如對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)理解的不夠深刻，掌握的不夠牢固，比喻說不懂一些元器件的使用方法，對(duì)PLC編程掌握的不好。通過這次課程設(shè)計(jì)使我對(duì)PLC有了進(jìn)步的掌握。在本次設(shè)計(jì)中，遇到了大量的以前沒有學(xué)到過的知識(shí)。這時(shí)圖書館和網(wǎng)絡(luò)成了我的好助手。在查閱資料的過程中，判斷

13、優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識(shí)，不知不覺中查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)的知識(shí)是有限的，在以后的工作中肯定會(huì)遇到許多未知的領(lǐng)域，有了自主學(xué)習(xí)的能力這方面的能力便會(huì)使我受益非淺。參考文獻(xiàn)1 王宗才.機(jī)電傳動(dòng)與控制.北京：電子工業(yè)出版社，2011.2 易傳祿.可編程序控制器應(yīng)用指南.上海：上海科普出版社,2006.3 王永華.現(xiàn)代電氣及可編程技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1997.4 程周.電氣控制與PLC原理及應(yīng)用.北京:電子工業(yè)出版社,20035 方承遠(yuǎn).工廠電氣控制技術(shù). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2004.6 王永華.現(xiàn)代電氣及可編程技術(shù). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997.7 湯以范.電氣與可編程序控制器技術(shù). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2005. 8 劉子林.電機(jī)與電氣控制.北京: 北京:電子工業(yè)出版社,2003致謝最后感謝學(xué)院和老師給了我們這次寶貴的實(shí)踐機(jī)會(huì)，對(duì)我們的能力提高非常有幫助。感謝XXX老師不辭勞苦的辛勤指導(dǎo)，對(duì)每個(gè)簡單或難的問題都予以深刻的解答，使我又學(xué)到了很多的知識(shí)。從這次課程