PLC控制花樣噴泉設(shè)計(jì)

1、PLC和一般的微型計(jì)算機(jī)基本相同，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(chǔ)器(EPROM，ROM)、輸入輸出(I/O)部件、電源部件、編程器、I/O擴(kuò)展單元和其他外圍設(shè)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下：外設(shè)I/O接口 輸 出部件存儲(chǔ)器 EPROM 微處理器 運(yùn)算器 控制器電源 輸入部件I/O擴(kuò)展接口 I/O擴(kuò)展單元 受控元件輸入信號(hào)外部設(shè)備圖2-1 PLC結(jié)構(gòu)圖3 噴泉的設(shè)計(jì)要求3.1 噴泉規(guī)模的設(shè)計(jì)該噴泉占地面積俯視圖為正方形，其面積S=100平方米；噴射范圍俯視圖為圓形，其半徑R=。噴泉概況平

2、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(xì)，其噴射高度比中水柱略矮；4和5為花朵式和旋轉(zhuǎn)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，與噴泉噴射范圍俯視圖為同心圓，且半徑相等?；厮氐纳疃葹?m。該回水池由1個(gè)半徑為100c

3、m的圓水池和3個(gè)有效寬度為50cm的圓環(huán)水池組成，且各個(gè)水池之間相通，連接池寬度為50cm，3個(gè)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(shè)計(jì)回水池上方由金屬欄嵌入式覆蓋。大水柱噴頭的內(nèi)徑d=50mm，中水柱噴頭的內(nèi)徑d=30mm，小水柱噴頭的內(nèi)徑d=20mm，花朵噴泉和旋轉(zhuǎn)噴泉的內(nèi)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(zhuǎn)噴泉的噴水高度h=1m。4 PLC控制系統(tǒng)總設(shè)計(jì)4.1 PLC控制花樣噴泉運(yùn)行要求的設(shè)計(jì)1）、要設(shè)計(jì)一個(gè)啟動(dòng)按鈕，按下啟動(dòng)按鈕，噴泉進(jìn)入運(yùn)行等待狀態(tài)。2）、要設(shè)計(jì)一個(gè)單步連續(xù)運(yùn)行方式按鈕，按下噴泉的

4、單步連續(xù)運(yùn)行方式按鈕，該噴泉默認(rèn)為連續(xù)運(yùn)行方式。3）、要設(shè)計(jì)一個(gè)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(yùn)行，并設(shè)計(jì)每一個(gè)循環(huán)花樣有八種，每隔6s改變一次花樣。在連續(xù)運(yùn)行方式下，噴水花樣將一直循環(huán)下去，在單步運(yùn)行方式下，噴水花樣只運(yùn)行一個(gè)循環(huán)。按下其他任意一個(gè)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(shè)計(jì)一個(gè)停止按鈕,按下停止按鈕，噴泉停止運(yùn)行。的設(shè)計(jì)圖4-1噴泉的運(yùn)行流程圖的設(shè)計(jì)按下噴泉控制系統(tǒng)的啟動(dòng)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(jìng)相射向天空；最后所有水柱噴泉一齊迸發(fā)。整個(gè)過程分為8段，每段6s，且自動(dòng)轉(zhuǎn)換，全過程為48s。

5、當(dāng)單步連續(xù)開關(guān)置于連續(xù)，花樣選擇開關(guān)置于1時(shí)，其噴泉水柱的動(dòng)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(fù)始，直到按下停止按鈕，水柱噴泉才停止工作；當(dāng)單步連續(xù)開關(guān)置于單步時(shí)，噴泉水柱的動(dòng)作只運(yùn)行一個(gè)循環(huán)?；舆x擇開關(guān)置于2時(shí)，其噴泉水柱的動(dòng)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(guān)置于3時(shí)，其噴泉水柱的動(dòng)作順序如下：12（1+3+4）（1+2）（2+5）（2+3+4）（2+4）（1+2+3+4+5）1?；舆x擇開關(guān)置于4時(shí)，其噴泉水柱的動(dòng)作順序如下：12（1+3+4

6、）（2+5）（1+2）（2+4）（2+3+4）（1+2+3+4+5）1。噴泉控制系統(tǒng)由啟動(dòng)控制程序、位移脈沖控制程序、位移及復(fù)位控制程序、驅(qū)動(dòng)控制程序組成。通過位移脈沖控制程序?qū)崿F(xiàn)子元件中的內(nèi)容在存儲(chǔ)器間的移動(dòng)，通過復(fù)位控制程序?qū)崿F(xiàn)噴泉花樣的循環(huán)，通過驅(qū)動(dòng)控制程序?qū)崿F(xiàn)噴泉的噴射。的設(shè)計(jì)圖4-2花樣噴泉PLC控制接線圖的設(shè)計(jì)表4-1花樣噴泉PLC控制輸入輸出點(diǎn)分配輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱代號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)名稱代號(hào)輸出點(diǎn)編號(hào)啟動(dòng)按鈕SB1大水柱接觸器KM1停止按鈕SB2中水柱接觸器KM2連續(xù)按鈕SB3小水柱接觸器KM3單步按鈕SB4花朵式噴泉接觸器KM4花樣1按鈕SB5旋轉(zhuǎn)式噴泉接觸器KM5花樣2按鈕SB

7、6-花樣3按鈕SB7-花樣4按鈕SB8-的設(shè)計(jì)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(dòng)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邏輯行組成移位及復(fù)位控制程序；第14、15、16、17、18邏輯行組成驅(qū)動(dòng)控制程序。接通PLC電源，第10邏輯行中位存儲(chǔ)器接通，其在第14邏輯行中的常開觸點(diǎn)閉合，為噴泉的啟動(dòng)做好了準(zhǔn)備。當(dāng)按下噴泉控制器的啟動(dòng)按鈕SB1后，第1邏輯行中輸入繼電器的常開觸點(diǎn)閉合，位存儲(chǔ)器接通并自鎖。本程序默認(rèn)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，

8、在第5邏輯行中輸入繼電器為常閉觸點(diǎn)，按鈕SB4為單步按鈕，第5邏輯行中輸入繼電器為常開觸點(diǎn)，當(dāng)按下此按鈕，繼電器觸點(diǎn)閉合，位存儲(chǔ)器接通并自鎖，其在第1邏輯行中的常閉觸點(diǎn)斷開，噴泉樣式進(jìn)入一次運(yùn)行狀態(tài)。選擇默認(rèn)狀態(tài)，按下SB5，第6行中輸入繼電器常開觸點(diǎn)閉合，位存儲(chǔ)器接通并自鎖，其在第2、14、15、16、17、18邏輯行中的常開觸點(diǎn)閉合，進(jìn)入第一種噴泉樣式，輸出繼電器被接通，大水柱控制接觸器KM1通電閉合，大水柱“1” 射向天空。同時(shí)在第2邏輯行中的、的常開觸點(diǎn)閉合，定時(shí)器T37被接通開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過3s后，T37動(dòng)作，第3邏輯行的常開觸點(diǎn)閉合，定時(shí)器T38被接通并開始計(jì)時(shí)，又經(jīng)過3s后，T38

9、動(dòng)作，第4邏輯行中的常開觸點(diǎn)閉合一個(gè)掃描周期使得位存儲(chǔ)器閉合一個(gè)掃描周期。在第11邏輯行中的常開觸點(diǎn)閉合一個(gè)掃描周期，將字元件MW10中的內(nèi)容向左移1位，即將中的“1”的內(nèi)容移至位存儲(chǔ)器中，閉合。由于接通，其在第14邏輯行中的常開觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器被接通，中水柱控制接觸器KM2通電閉合，中水柱噴出。又經(jīng)過6s后，在第6邏輯行中的常開觸點(diǎn)閉合一個(gè)掃描周期，將字元件MW10中的內(nèi)容向左移一位，即將中“1”的內(nèi)容移至位存儲(chǔ)器中，閉合其在第14、16邏輯行中的常開觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器、被接通，噴出大水柱、小水珠。經(jīng)過第7個(gè)6s后，“1”被移至位存儲(chǔ)器中，第14、15、16、17、18邏輯行中的常開觸

10、點(diǎn)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”被移至位存儲(chǔ)器中，在第12邏輯行中的常開觸點(diǎn)閉合，使字元件MW10中的各位復(fù)位為“0”，第10邏輯行中的復(fù)位，接通，在第14邏輯行中的常開觸點(diǎn)閉合；被接通，大水柱噴發(fā)。如此不斷循環(huán)，直到按下SB2。6 結(jié)論通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，利用PLC在控制上的優(yōu)越性，使噴泉在實(shí)際生活中的噴水花樣，變化更多，更加完美。本設(shè)計(jì)采用PLC控制,利用PLC體積小、功能強(qiáng)、可靠性高,且具有較大的靈活性和可擴(kuò)展性的特點(diǎn),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)律,從而變換出各式花樣,以適應(yīng)不同季節(jié)、不同場(chǎng)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(jià)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(xì)者如霧，變化萬千，引人入勝。5 程序調(diào)試調(diào)試步驟如圖所示：（1）按下啟動(dòng)按鈕，噴泉進(jìn)入待命狀態(tài)，如圖5-1所示。圖5-1程序調(diào)試圖（2）選擇單步運(yùn)行，如圖5-2所示。圖5-2程序調(diào)試圖（3）按下第一種運(yùn)行方式，噴泉開始運(yùn)行，如圖5-3所示。圖5-3程序調(diào)試圖當(dāng)噴泉第八種噴射花樣結(jié)束