西門子花式噴水池裝置PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試

1、理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目:花式噴水池裝置PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試學(xué)生姓名：楊偉學(xué)號：20142121070專業(yè)班級：電子信息工程（1班2017年5月27日AbstractFancy fountain is a product of a kind of landscape architecture in recent years and fancy watch combination. The tourists and residents visit places, such as parks, squares, tourist attractions and some famous b

2、uildings, often built some fountains for people to relax, watch these fountains according to certain rule change water style. And with the programmable controller in China's rapid development, fancy fountain control requirements are increasingly high, making more and more control of the need to

3、realize the programmable controller. The design of the book as the research object in the 4 ring fancy fountain, using SIEMENS S7-200 series programmable controller For the controller. The fountain control system overall function of fancy fountain is analyzed, detailed introduces the system hardware

4、 configuration, design and software design. The design of sequential function chart of the fountain system to improve quality control, and meet the requirements of real-time control. When the control requirements change. Only need to change the program, hardware wiring unchanged or smaller changes c

5、an be convenient and simple. And it adopts PLC control, with its small volume, strong function, high reliability, and has great flexibility and scalability characteristics, change in control or change the switch, you can change the water law, transform PLC is widely used in current industrial contro

6、l內(nèi)容摘要花式噴水池是近年來出現(xiàn)的一種園林建筑與花式觀賞相結(jié)合的一種產(chǎn)物。在游人和居民光顧的場所，如公園、廣場、旅游景點(diǎn)及一些知名建筑前，經(jīng)常會修建一些噴水池供人們休閑、觀賞，這些噴水池按一定的規(guī)律改變噴水式樣。而且隨著可編程控制器在我國的迅速發(fā)展，對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)書以4環(huán)花式噴水池為研究對象，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

7、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)即可，方便簡單。而且采用PLC控制時(shí)，利用體積小、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。所以PLC在當(dāng)前工業(yè)控制中得到廣泛應(yīng)用。目 錄第1章 引言11.1 花式噴水池裝置PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試內(nèi)容簡介11.2 花式噴水池裝置PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試設(shè)計(jì)要求21.3 花式噴水池裝置PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試設(shè)計(jì)思想2第2章 花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)332.2 花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)PLC選型 32.3 花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)I/O

8、分配表3I/O接線圖3第3章 花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)666結(jié)論7設(shè)計(jì)總結(jié)8謝辭 9附錄 10參考文獻(xiàn)29第1章引言1花式噴水池示意圖圖a)中4為中間噴水管，3為內(nèi)環(huán)狀噴水管，2為中環(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)，其他為單一功能開關(guān)。2控制要求（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

9、。（3）方式選擇開關(guān)用以選擇噴水池的噴水花樣，14號噴水管的工作方式選擇如下：a）選擇開關(guān)在位置“1”按下啟動(dòng)按鈕后，4號噴水，延時(shí)2s，3號噴水，再延時(shí)2s，2號噴水，再延時(shí)2s，1號噴水，接著一起噴水15s為一個(gè)循環(huán)。b）選擇開關(guān)在位置“2”按下啟動(dòng)按鈕后，1號噴水，延時(shí)2s，2號噴水，再延時(shí)2s，3號噴水，再延時(shí)2s，4號噴水，接著一起噴水30s為一個(gè)循環(huán)。c) 選擇開關(guān)在位置“3”按下啟動(dòng)按鈕后，1、3號同時(shí)噴水，延時(shí)3s后，2、4號同時(shí)噴水，1、3號停止噴；交替運(yùn)行5次后，再14號全部噴水30s為一個(gè)循環(huán)。d）選擇開關(guān)在位置“4”按下啟動(dòng)按鈕后，噴水池14號水管的工作順序?yàn)椋?234

10、按順序延時(shí)2s噴水，然后一起噴水30s后，1、2、3和4號水管分別延時(shí)2s停水，再等待1s，由4321反序分別延時(shí)2s噴水，然后再一起噴水30s為一個(gè)循環(huán)。（4）不論在什么工作方式，按下停止按鈕，噴水池立即停止工作，所有存儲器復(fù)位。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；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)

11、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)啟動(dòng)按鈕時(shí)程序自動(dòng)進(jìn)入開關(guān)1對應(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。第2章 花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)2.1 花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行框圖在許多休閑廣場、景區(qū)或游樂場里，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

12、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2.2 花式噴水池裝置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)8個(gè)，開關(guān)量輸出點(diǎn)4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

13、錄，主機(jī)CPU222.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(diǎn)數(shù)。CPU 22228.2V 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 花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)I/O分配表該系統(tǒng)需8個(gè)輸入和4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）。見表2-1 I/O分配表。2.4 花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)I/O接線圖CPU222的I/O接線圖如圖2-2所示。開始NNNNYYYY單步?一起噴水30s延時(shí)時(shí)1s后,YV4YV1依次延時(shí) 2s通電,

14、41號依次噴水YV4YV1依次延時(shí)2s斷電,41號依次停噴一起噴水30s單步?YV1，YV3通電,14號同噴水30s循環(huán)次數(shù)=5?延時(shí)3s后,YV2，YV4通電,YV1，YV3斷電,1,3號 停噴,2,4號噴水單步?一起噴水30s延時(shí)2s后,YV4通電,4 號噴水延時(shí)2s后,YV3通電,3號噴水延時(shí)2s后,YV2通電,2號噴水單步?一起噴水15s延時(shí)2s后,YV1通電,1號噴水延時(shí)2s后,YV2通電,2號噴水延時(shí)2s后,YV3通電,3號噴水YV1,YV3通電,1,3號同時(shí)噴水YV1YV4依次延時(shí),2s通電 ,14號依次噴水YV1通電,1號噴水YV4通電,4號噴水啟動(dòng)啟動(dòng)啟動(dòng)啟動(dòng)開關(guān)3開關(guān)4開關(guān)

15、2開關(guān)1選擇開關(guān)NY結(jié)束圖2-1 運(yùn)行框圖表2-1 I/O分配表輸入信號輸出信號序號功能元件地址序號控制對象元件地址1啟動(dòng)按鈕SB111號電磁閥KM12選擇開關(guān)1SA-122號電磁閥KM23選擇開關(guān)2SA-233號電磁閥KM34選擇開關(guān)3SA-344號電磁閥KM45選擇開關(guān)4SA-46停止按鈕SB27連續(xù)開關(guān)SB38單步開關(guān)SB4L(+) 220V AC L(-)ML+L1N1L1MKM2QSA1-1QQL(+) 220V AC L(-)SA1-4CPU222SA1-3SA1-2SA1KM4KM3KM1SB3SB1SB2Q332LSB4220V AC24V DC圖2-2 I/O接線圖第3章 花

16、式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)3.1 花式噴水池裝置PLC控制程序的梯形圖本系統(tǒng)采用STEP 7 MicroWIN SP4（S7-200）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)的不同噴水花樣，共有68個(gè)網(wǎng)絡(luò)。調(diào)試過程所設(shè)計(jì)梯形圖見附錄：1.梯形圖(P10)3.2 花式噴水池裝置PLC控制程序的指令表本系統(tǒng)調(diào)試過程所生成指令表見附錄：2.指令表(P25)結(jié) 論調(diào)試運(yùn)行時(shí)，當(dāng)選擇了一種工作方式并調(diào)用停止按鈕時(shí)，想再次選用其他工作方式，就不能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槲覍0.0的置位放在了PLC由停止轉(zhuǎn)為運(yùn)行的第一個(gè)掃描周期中，這使得只有在上電的第一個(gè)周期才能

17、調(diào)用S0.0，在組員的指導(dǎo)下，我在主程序的開始添加了一句對S0.0置位語句解決了這個(gè)問題。運(yùn)行一段時(shí)間后，出現(xiàn)了工作現(xiàn)象混亂，比如第三種工作時(shí)，題目要求是一三運(yùn)行2S后，二四運(yùn)行2S，可是運(yùn)行幾次后，四個(gè)噴泉不能運(yùn)行，而是一直保持亮的現(xiàn)象，最后咨詢多次檢驗(yàn)后才發(fā)現(xiàn)，由于我的程序語句過長，PLC將上一次運(yùn)行的結(jié)果保存在存儲器中，所以需要通過清除操作來清除原有結(jié)果。在調(diào)試過程中出現(xiàn)了不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行工作方式，于是我發(fā)現(xiàn)每次運(yùn)行時(shí)，當(dāng)選擇一個(gè)工作方式時(shí)，它的這一段順序語句中定時(shí)器不能清零，于是我在每一段程序后加了定時(shí)器清零語句，從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)功能。設(shè)計(jì)總結(jié)通過這次對花式噴水池的PLC控制，讓我了解了

18、plc梯形圖、指令表、外部接線圖有了更好的了解，也讓我了解了關(guān)于PLC設(shè)計(jì)原理。有很多設(shè)計(jì)理念來源于實(shí)際，從中找出最適合的方式和方法。雖然本次課程設(shè)計(jì)是要求自己獨(dú)立完成，但是，彼此還是脫離不了集體的力量，遇到問題和同學(xué)互相討論交流。多和同學(xué)討論。我們在做課程設(shè)計(jì)的過程中要不停的討論問題，這樣，我們可以盡可能的統(tǒng)一思想，這樣就不會使自己在做的過程中沒有方向，并且這樣也是為了方便最后設(shè)計(jì)和在一起。討論不僅是一些思想的問題，還可以深入的討論一些技術(shù)上的問題，這樣可以使自己的處理問題要快一些，少走彎路。多改變自己設(shè)計(jì)的方法，在設(shè)計(jì)的過程中最好要不停的改善自己解決問題的方法，這樣可以方便自己解決問題由于

19、設(shè)計(jì)水平有限和時(shí)間的倉促，本文中難免有錯(cuò)誤和不妥之處，但確實(shí)在設(shè)計(jì)中學(xué)到了很多東西，提升了自己。謝 辭感謝學(xué)院和老師給了我們這次寶貴的實(shí)踐機(jī)會，對我們的能力提高非常有幫助。感謝王老師不辭勞苦的辛勤指導(dǎo)，對每個(gè)簡單或難的問題都予以深刻的解答，是我又學(xué)到了很多的知識。從這次課程設(shè)計(jì)中，我更加看清了自己的不足之處。為了搞好這次課程設(shè)計(jì)，通過查閱資料以及在老師和同學(xué)的幫助下，最終基本達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。通過實(shí)踐，鞏固了理論知識的學(xué)習(xí)，提高了實(shí)際應(yīng)用所學(xué)知識的能力，還積累了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。在這次的設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中，我認(rèn)識到不管做什么事，尤其是科學(xué)實(shí)踐，都需要大膽假設(shè)，小心求證。任何一個(gè)方案都要經(jīng)過詳細(xì)周全的論

20、證后才能著手去做，否則即使很快做出來，但經(jīng)不起推敲和考驗(yàn)。對于那些要求能夠擴(kuò)展功能的課題更是如此?？傊@次實(shí)習(xí)要再次感謝王老師和小組成員的幫助與支持，使自己的綜合分析能力有了很大的提高。附 錄TITLE=程序注釋Network 1 / 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題/ 程序初始化S M0.1, 1Network 2 Network 3 / 連續(xù)選擇S M0.1, 1Network 4 / 單步選擇R M0.1, 1Network 5 / 方式一啟動(dòng)Network 6 / 方式二啟動(dòng)Network 7 / 方式三啟動(dòng)Network 8 / 方式四啟動(dòng)Network 9 SCRENetwork 10 / 方式1開始N

21、etwork 11 / 四號噴水TON T37, 20Network 12 / 延時(shí)兩秒三號噴水LD T37TON T38, 20Network 13 / 延時(shí)兩秒二號噴水LD T38TON T39, 20Network 14 / 延時(shí)兩秒1號噴水LD T39TON T40, 150Network 15 / 一起噴水15sLD T40Network 16 / 方式一結(jié)束SCRENetwork 17 / 連續(xù)單步選擇Network 18 / 連續(xù)選擇Network 19 / 單步選擇Network 20 / 選擇結(jié)束SCRENetwork 21 / 方式二開始Network 22 / 一號噴水T

22、ON T41, 20Network 23 / 延時(shí)兩秒2號噴水LD T41TON T42, 20Network 24 / 延時(shí)兩秒三號噴水LD T42TON T43, 20Network 25 / 延時(shí)兩秒4號噴水LD T43TON T44, 300Network 26 / 一起噴水30秒LD T44Network 27 / 方式二結(jié)束SCRENetwork 28 / 方式選擇Network 29 / 連續(xù)選擇Network 30 / 單步選擇Network 31 / 選擇結(jié)束SCRENetwork 32 / 方式三開始Network 33 / 一號三號噴水TON T45, 30Network

23、 34 / 一三斷電二四噴水LD T45TON T46, 30Network 35 / 循環(huán)五次LD T46LD C20CTU C20, 5Network 36 / 一三通電同時(shí)噴水30秒LD C20TON T47, 300Network 37 / 進(jìn)入方式選擇LD T47Network 38 / 方式三結(jié)束SCRENetwork 39 / 方式選擇Network 40 / 連續(xù)選擇Network 41 / 單步選擇Network 42 / 選擇結(jié)束SCRENetwork 43 / 方式四Network 44 / 一號通電TON T48, 20Network 45 / 延時(shí)兩秒二號噴水LD T48TON T49, 20Network 46 / 延時(shí)兩秒3號噴水LD T49TON T50, 20Network 47 / 延時(shí)兩秒4號噴水一起噴水30sLD T50TON T51, 300Network 48 / 四號停噴LD T51TON T52, 20Network 49 / 3號停噴LD T52TON T53, 20Network 50 / 2號停噴LD T53TON T54, 20Network 51 / 1號停噴延時(shí)一秒LD T54TON T55, 10Netw