PLC控制花樣噴泉設計說明

1、 . . . 23 / 242.2 PLC的結構PLC和一般的微型計算機基本一樣，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。PLC的硬件系統(tǒng)由微處理器(CPU)、存儲器(EPROM，ROM)、輸入輸出(I/O)部件、電源部件、編程器、I/O擴展單元和其他外圍設備組成。各部分通過總線(電源總線、控制總線、地址總線、數(shù)據(jù)總線)連接而成。其結構簡圖如下：外設I/O接口 輸 出部件存儲器 EPROM 微處理器 運算器 控制器電源 輸入部件I/O擴展接口 I/O擴展單元 受控元件輸入信號外部設備圖2-1 PLC結構圖3 噴泉的設計要求3.1 噴泉規(guī)模的設計該噴泉占地面積俯視圖為正方形，其面積S=100平方

2、米；噴射圍俯視圖為圓形，其半徑R=4.5m。噴泉概況平面圖如3-1：圖3-1噴泉概況平面圖圖3-1中，噴泉由5種不同的水柱組成。其中1表示大水柱所在的位置，其水柱較大，噴射高度較高；2表示中水柱所在的位置，由六支中水柱均勻分布在2的圓（r=2m）的軌跡上，水量比大水柱的水量小，其噴射高度比大水柱低；3表示小水柱，它由150支小水柱均勻分布在3（r=3m）的圓的軌跡上，其水柱較細，其噴射高度比中水柱略矮；4和5為花朵式和旋轉式噴泉，各由19支噴頭組成，均勻分布在4和5的圓（r=4m）的軌跡上，其水量壓力均較弱。3.2 噴泉水柱的分布該噴泉的回水池俯視圖為圓形，與噴泉噴射圍俯視圖為同心圓，且半徑相

3、等。回水池的深度為2m。該回水池由1個半徑為100cm的圓水池和3個有效寬度為50cm的圓環(huán)水池組成，且各個水池之間相通，連接池寬度為50cm，3個圓環(huán)水池的半徑分別為2m、3m、4m。如圖3-2所示：圖3-2回水池的設計回水池上方由金屬欄嵌入式覆蓋。大水柱噴頭的徑d=50mm，中水柱噴頭的徑d=30mm，小水柱噴頭的徑d=20mm，花朵噴泉和旋轉噴泉的徑d=30mm。大水柱高度h=5m，中水柱高度h=3m，小水柱高度h=2m，花朵噴泉和旋轉噴泉的噴水高度h=1m。4 PLC控制系統(tǒng)總設計4.1 PLC控制花樣噴泉運行要求的設計1）、要設計一個啟動按鈕，按下啟動按鈕，噴泉進入運行等待狀態(tài)。2）

4、、要設計一個單步連續(xù)運行方式按鈕，按下噴泉的單步連續(xù)運行方式按鈕，該噴泉默認為連續(xù)運行方式。3）、要設計一個循環(huán)方式按鈕，按下噴泉噴水花樣的循環(huán)方式按鈕，噴泉開始運行，并設計每一個循環(huán)花樣有八種，每隔6s改變一次花樣。在連續(xù)運行方式下，噴水花樣將一直循環(huán)下去，在單步運行方式下，噴水花樣只運行一個循環(huán)。按下其他任意一個循環(huán)方式按鈕，噴泉噴水花樣的循環(huán)方式立刻改變。4）、要設計一個停止按鈕,按下停止按鈕，噴泉停止運行。4.2噴泉的運行流程圖的設計圖4-1噴泉的運行流程圖4.3噴泉的運行過程的設計按下噴泉控制系統(tǒng)的啟動按鈕，首先大水柱從地而起，直射天空；6s后，大水柱消失，緊接著六支中水柱競相射向天

5、空；最后所有水柱噴泉一齊迸發(fā)。整個過程分為8段，每段6s，且自動轉換，全過程為48s。當單步連續(xù)開關置于連續(xù)，花樣選擇開關置于1時，其噴泉水柱的動作順序如下：12（1+3+4）（2+5）（1+2）（2+3+4）（2+4）（1+2+3+4+5）1，周而復始，直到按下停止按鈕，水柱噴泉才停止工作；當單步連續(xù)開關置于單步時，噴泉水柱的動作只運行一個循環(huán)?；舆x擇開關置于2時，其噴泉水柱的動作順序如下：12（2+4）（2+5）（1+2）（2+3+4）（1+3+4）（1+2+3+4+5）1?；舆x擇開關置于3時，其噴泉水柱的動作順序如下：12（1+3+4）（1+2）（2+5）（2+3+4）（2+4）（1

6、+2+3+4+5）1?；舆x擇開關置于4時，其噴泉水柱的動作順序如下：12（1+3+4）（2+5）（1+2）（2+4）（2+3+4）（1+2+3+4+5）1。4.4噴泉控制原理噴泉控制系統(tǒng)由啟動控制程序、位移脈沖控制程序、位移與復位控制程序、驅動控制程序組成。通過位移脈沖控制程序實現(xiàn)子元件中的容在存儲器間的移動，通過復位控制程序實現(xiàn)噴泉花樣的循環(huán)，通過驅動控制程序實現(xiàn)噴泉的噴射。4.5花樣噴泉PLC控制接線圖的設計圖4-2花樣噴泉PLC控制接線圖4.6花樣噴泉PLC控制輸入輸出點分配的設計表4-1花樣噴泉PLC控制輸入輸出點分配輸入信號輸出信號名稱代號輸入點編號名稱代號輸出點編號啟動按鈕SB1

7、I0.0大水柱接觸器KM1Q0.0停止按鈕SB2I0.1中水柱接觸器KM2Q0.1連續(xù)按鈕SB3I0.2小水柱接觸器KM3Q0.2單步按鈕SB4I0.3花朵式噴泉接觸器KM4Q0.3花樣1按鈕SB5I0.4旋轉式噴泉接觸器KM5Q0.4花樣2按鈕SB6I0.5-花樣3按鈕SB7I0.6-花樣4按鈕SB8I0.7-4.7花樣噴泉PLC控制梯形圖的設計圖4-3花樣噴泉PLC控制梯形圖圖4-3中，第1邏輯行為啟動控制程序；第2、3、4邏輯行組成6s移位脈沖控制程序；第5邏輯行為單步連續(xù)控制程序；第6、7、8、9邏輯行組成花樣選擇控制程序；第10、11、12、13邏輯行組成移位與復位控制程序；第14、

8、15、16、17、18邏輯行組成驅動控制程序。接通PLC電源，第10邏輯行中位存儲器M10.0接通，其在第14邏輯行中的常開觸點閉合，為噴泉的啟動做好了準備。當按下噴泉控制器的啟動按鈕SB1后，第1邏輯行中輸入繼電器I0.0的常開觸點閉合，位存儲器M0.0接通并自鎖。本程序默認為連續(xù)循環(huán)噴泉樣式的控制程序，按鈕SB3為連續(xù)按鈕，在第5邏輯行中輸入繼電器I0.2為常閉觸點，按鈕SB4為單步按鈕，第5邏輯行中輸入繼電器I0.3為常開觸點，當按下此按鈕，繼電器I0.3觸點閉合，位存儲器M0.2接通并自鎖，其在第1邏輯行中的常閉觸點斷開，噴泉樣式進入一次運行狀態(tài)。選擇默認狀態(tài)，按下SB5，第6行中輸入

9、繼電器常開觸點閉合，位存儲器M0.4接通并自鎖，其在第2、14、15、16、17、18邏輯行中的常開觸點閉合，進入第一種噴泉樣式，輸出繼電器Q0.0被接通，大水柱控制接觸器KM1通電閉合，大水柱“1” 射向天空。同時在第2邏輯行中的M0.0、M0.4的常開觸點閉合，定時器T37被接通開始計時，經(jīng)過3s后，T37動作，第3邏輯行的常開觸點閉合，定時器T38被接通并開始計時，又經(jīng)過3s后，T38動作，第4邏輯行中的常開觸點閉合一個掃描周期使得位存儲器M0.1閉合一個掃描周期。M0.1在第11邏輯行中的常開觸點閉合一個掃描周期，將字元件MW10中的容向左移1位，即將M10.0中的“1”的容移至位存儲

10、器M10.1中，M10.1閉合。由于M10.1接通，其在第14邏輯行中的常開觸點閉合，輸出繼電器Q0.1被接通，中水柱控制接觸器KM2通電閉合，中水柱噴出。又經(jīng)過6s后，M0.1在第6邏輯行中的常開觸點閉合一個掃描周期，將字元件MW10中的容向左移一位，即將M10.1中“1”的容移至位存儲器M10.2中，M10.2閉合其在第14、16邏輯行中的常開觸點閉合，輸出繼電器Q0.0、Q0.2被接通，噴出大水柱、小水珠。經(jīng)過第7個6s后，“1”被移至位存儲器M10.7中，M10.7第14、15、16、17、18邏輯行中的常開觸點閉合；所有輸出繼電器全部閉合，所有噴泉一起噴發(fā)。又經(jīng)過6s后，“1”被移至

11、位存儲器M11.0中，M11.0在第12邏輯行中的常開觸點閉合，使字元件MW10中M10.0-M11.0的各位復位為“0”，第10邏輯行中的M10.7復位，M10.0接通，M10.0在第14邏輯行中的常開觸點閉合；Q0.0被接通，大水柱噴發(fā)。如此不斷循環(huán)，直到按下SB2。6 結論通過本次畢業(yè)設計，利用PLC在控制上的優(yōu)越性，使噴泉在實際生活中的噴水花樣，變化更多，更加完美。本設計采用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,就可以改變花樣噴泉的噴水規(guī)律,從而變換出各式花樣,以適應不同季節(jié)、不同場合的噴水要求。能給人的視覺系統(tǒng)帶來一種更加美的享受。噴泉是人工環(huán)境中觀賞價值最高、最富有生命力的理想景觀之一。規(guī)?？纱罂尚?，射程可高可低，噴出的水，大者如珠，細者如霧，變化萬千，引人入勝。5 程序調試調試步驟如圖所示：（1）按下啟動按鈕，噴泉進入待命狀態(tài)，如圖5-1所示。圖5-1程序調試圖（2）選擇單步運行，如圖5-2所示。圖5-2程序調試圖（3）按下第一種運行方式，噴泉開始運行，如圖5-3所示。圖5-3程