畢業(yè)論文基于三菱PLC控制的花式噴泉系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院鎮(zhèn)江分院鎮(zhèn)江高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于三菱PLC控制的花式噴泉系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系名：機(jī)電工程系 專 業(yè)： 機(jī)電一體化 姓 名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 崔守娟二一五年四月基于三菱PLC控制的花式噴泉系統(tǒng)摘要：隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)狀態(tài)不斷變好，人們?cè)絹?lái)越富裕，對(duì)生活質(zhì)量的要求有了更高的要求。所以，在城市規(guī)劃中的各種公園里建造一些噴泉供人們游覽、放松是很有必要的。，花式噴泉在烈日炎炎的夏天可以起到降低溫度和增加濕度的作用；也可以使水體不停地流動(dòng)，利于水體增加自凈能力，防止出現(xiàn)水體黑臭的現(xiàn)象。 在一些大中型城市中，城市建設(shè)和園林設(shè)計(jì)部門對(duì)噴泉景觀在環(huán)境的美化和文化氛圍的營(yíng)造上提出了新的

2、要求。相關(guān)的專業(yè)人士出許多優(yōu)秀的噴泉、水景。令人眼前一亮、心曠神怡，給人們?cè)谝曈X、聽覺上有了高度享受，得到了良好的社會(huì)反映和社會(huì)效益。噴泉設(shè)備新產(chǎn)業(yè)加工廠的崛起，為噴泉今后的發(fā)展提供打下了良好的基礎(chǔ)，噴泉水景逐步成為美化城市、改善環(huán)境的重要手段?；ㄊ絿娙暮诵氖荘LC，是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)主

3、要以三菱PLC的控制功能，通過(guò)對(duì)各個(gè)開關(guān)的控制，來(lái)滿足人們對(duì)視覺的需求，實(shí)現(xiàn)了利用三菱PLC控制的花式噴泉的功能，具有接線簡(jiǎn)便、編程輕松、擴(kuò)展容易等特點(diǎn)。當(dāng)噴泉功能適當(dāng)增加或減少的需要，只要增加或減少相應(yīng)的程序和輸出功能，想換個(gè)地方會(huì)比較少，測(cè)試結(jié)果表明，在實(shí)用性方面，靈敏度，精度和可靠性，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我學(xué)習(xí)到了很多有用的東西，在工作上的認(rèn)真、細(xì)心態(tài)度也得到了提高。并且對(duì)相關(guān)可編程器件的功能更加了解。 關(guān)鍵詞：花式噴泉三菱PLC 開關(guān)的控制AbstractAs Chinaseconomic statuswill become better,more and more peop

4、le become rich,the demands on the quality of lifehave higher requirements.Soall kinds ofparksin urban planning,which willbuild some fountain for people to relax,watch.Fancy fountainin thescorching sun of summercan reduce thetemperature andincrease the humidityeffect;can also make thewaterflowing,for

5、 water self purification ability increaseto preventwaterblack odorphenomenon.Insome large and medium-sizedcities,urban construction andLandscape DesignDepartment of thefountainin the landscapeto beautify the environment and cultural atmosphereof theproposed new requirements.Relevant professionalsa l

6、ot of outstandingfountain,waterscape.A delightful,delightful,for peoplewith a high degree ofenjoyment in vision,hearing,get a goodreflection of the socialand social benefits.Manyprofessionalfountain equipmentprocessing factory andcompany beganthe rapid formation anddevelopment in thisperiod,providel

7、aid a good foundation forthe future development ofthe fountain,the fountainhas gradually become an important means tobeautify the city,improve the environment.Fancy fountainisthe coreof PLC,isan electronic device designed for applicationsin industrial environmentsand design of digital computing oper

8、ations.It can be programmed using the memory,used toperform the logic operation,sequence operation,timing,counting and arithmetic operationin its internal storage instructions,andthrough digital oranalog input and output,machinery or productionprocess controlof various types.PLC and itsassociated pe

9、ripheral equipment should be in accordancewith the industrial control systemis easy toform a whole,easy to extendits functions and design principles.This design is mainly to theprogrammable controller PLC control function,through thecontrol of eachswitch,tomeet the needs of the peopleofvision,to ach

10、ieve the use ofprogrammable controller to control thefountain patternsfunction,has the characteristics ofsimplewiring,easyprogramming,easy to expandetc.When thefountainsfunctionincrease or decrease the need for appropriate,as long as theincrease or decreasethe correspondingprogram and output functio

11、n,want to change the placewill be relativelyless,the test results show that,in terms ofpracticability,sensitivity,accuracy andreliability,have reachedthedesign requirements.Through this design,Ilearned a lot ofuseful thingson the job inearnest and carefulattitudehas also been improved.And theprogram

12、mable deviceto better understand thefunction.Keywords:PLC switchcontrolfigure fountain目錄摘要IAbstractII1 引言41.1本課題的研究背景41.2課題研究目的及意義42 噴泉的介紹62.1 噴泉的發(fā)展62.1.1我國(guó)噴泉的發(fā)展趨勢(shì)62.1.2噴泉的應(yīng)用狀況62.2 噴泉的種類72.3 噴泉中的一些新技術(shù)83 PLC的簡(jiǎn)介93.1 PLC的發(fā)展歷史93.2 PLC的工作原理93.3 PLC的編程語(yǔ)言113.4 PLC的主要功能113.5 PLC發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)124花式噴泉的總體設(shè)計(jì)方案134.1 花式

13、噴泉控制要求134.1.1花式噴泉控制的幾種模式134.1.2花式噴泉各種模式的動(dòng)作狀態(tài)134.2 PLC型號(hào)的選擇144.3 軟件編制144.4確定所選PLC144.5 PLCI/O分配簡(jiǎn)介144.5.1開關(guān)量輸入模塊的選擇144.5.2 模擬量IO模塊的選擇154.5.3特色功能模塊的選擇154.6 花式噴泉的I/O分配情況164.7 PLC外部接線圖165軟件設(shè)計(jì)175.1 花式噴泉控制流程圖175.2 花式噴泉系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)175.2.1部分程序介紹185.3 觸摸屏控制要求20設(shè)計(jì)總結(jié)22致謝2323參考文獻(xiàn)24附錄一 程序清單251 引言1.1本課題的研究背景 噴泉原本是一種天然景觀

14、，而現(xiàn)在園林中的很多噴泉，是為了造景的需求，人為建設(shè)的噴水裝置。噴泉能夠潤(rùn)濕空氣，減少周圍的塵土。噴泉有益于改進(jìn)城市的面貌、促進(jìn)居民身心健康。 隨著我國(guó)人民物質(zhì)和精神生活的質(zhì)量水平越來(lái)越好，如今很多城市的市民廣場(chǎng)、住戶生活區(qū)里都能看到各種形式的噴泉。噴泉效益絢麗多彩，婀娜多姿，令人心曠神怡、樂不思蜀。噴泉的增濕降溫在炎熱的夏季效果；氧，對(duì)水體自凈能力的提高，防止黑臭水體的影響。花式噴泉運(yùn)轉(zhuǎn)的靈活性是評(píng)估花式噴泉好壞的樞紐，而這與花樣噴泉的控制系統(tǒng)血肉相連?；ㄊ絿娙軌虬凑兆陨淼脑O(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出許許多多的花樣，加之燈光，能給人有種完美的視覺享受。1969美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制出世界上第一本書的可編程控

15、制器，并成功應(yīng)用于美國(guó)生產(chǎn)線。但這是唯一合乎邏輯的，故稱為可編程邏輯的時(shí)期，70年代后期，微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使可編程序控制器 從開關(guān)量的邏輯控制擴(kuò)展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過(guò)程控制域，成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制設(shè)備，故稱為可編程控制器?？删幊炭刂破魇怯衫^電器邏輯控制系統(tǒng)的開發(fā)，所以它具有很大的優(yōu)勢(shì)，在數(shù)學(xué)處理和順序控制。同時(shí)它的確在集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一中新式產(chǎn)業(yè)控制設(shè)置。具備功效強(qiáng)、可靠性高、設(shè)備靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，普遍應(yīng)用于自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域，并已成為達(dá)成工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的支柱產(chǎn)品。與繼電接觸器體系相比較系統(tǒng)更為靠得?。灰子谠诂F(xiàn)場(chǎng)變更標(biāo)準(zhǔn)；便于

16、使用、維護(hù)、修整；執(zhí)行器可以直接推動(dòng)電磁閥，接觸器配合中央執(zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。于是，進(jìn)行花式噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，能夠促使噴泉行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)展可編程序控制器在自動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用，擁有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究的價(jià)值。 1.2課題研究目的及意義 本次的設(shè)計(jì)是敘述如何使用三菱FX2N系列控制花式噴水的噴水模式，使其產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的形態(tài)。PLC控制下的噴泉，各種各樣的水樣，給人以美的視覺享受。本設(shè)計(jì)的主要目的是通過(guò)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的研究，生產(chǎn)線自動(dòng)化，過(guò)程控制，對(duì)PLC的各種控制要求的生產(chǎn)過(guò)程清晰。按照要求完成調(diào)試，并對(duì)設(shè)備的階梯式設(shè)計(jì)，系統(tǒng)接線圖的設(shè)計(jì)選擇，使我們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程

17、中，進(jìn)一步明確了設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，創(chuàng)建機(jī)電體系設(shè)計(jì)工作的總體概念，從工程情況、達(dá)成技術(shù)措施和操作方式的各個(gè)環(huán)節(jié)著手來(lái)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)連續(xù)的調(diào)試和完善硬件設(shè)計(jì)，最后可以滿足這些要求。 此次課程設(shè)計(jì)不但培養(yǎng)咱們的工程應(yīng)用功能，單獨(dú)完成事情的能力外，還培養(yǎng)了我們文獻(xiàn)檢索的能力和對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用的能力，為我們畢業(yè)后能有個(gè)良好的工作能力奠定了基礎(chǔ)。2 噴泉的介紹2.1 噴泉的發(fā)展2.1.1我國(guó)噴泉的發(fā)展趨勢(shì) 自古以來(lái)，噴泉是廣泛應(yīng)用于中國(guó)園林景觀的建設(shè)，但在技術(shù)方面，只有壓力或利用天然地形，和反射池，泉水，溪流，瀑布，壁流，景觀形式單一。在第二十世紀(jì)，八十年后，隨著改革開放的春風(fēng)，經(jīng)濟(jì)的快速?gòu)?fù)蘇和可

18、持續(xù)發(fā)展，人民生活穩(wěn)步。在一個(gè)大城市的城市，建筑和景觀在粉飾和文化氛圍建設(shè)的噴泉景觀環(huán)境設(shè)計(jì)部門提出了新的要求。一些園林，水利設(shè)計(jì)院，科研院所和高校，根據(jù)土木工程結(jié)構(gòu)，給排水，電氣控制等傳統(tǒng)的專業(yè)技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)的單片機(jī)，通過(guò)電磁閥和直流電機(jī)的速度控制變量執(zhí)行，設(shè)計(jì)出很多優(yōu)良的噴泉、水景。是享受耳目一新，高度視覺，獲得社會(huì)和社會(huì)效益好的反思。在這期間，一些噴泉設(shè)備專業(yè)加工廠和公司開始建立，發(fā)展，為專業(yè)發(fā)展提供動(dòng)力源泉，奠定了基礎(chǔ)。噴泉水景漸漸成為粉飾城市改進(jìn)環(huán)境的重要手段。在第二十世紀(jì)后九十年，社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市建設(shè)速度加快，人們追求高品質(zhì)的文化生活和優(yōu)美的環(huán)境。噴泉走進(jìn)到人們的生

19、活中，在各個(gè)社會(huì)活動(dòng)場(chǎng)合、公園、園林的圍墻和廣場(chǎng)的中心都能見到它的身影。促進(jìn)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的噴泉設(shè)計(jì)和制造業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展的新的世界。專業(yè)的研究人員，計(jì)算機(jī)技術(shù)，信息技術(shù)，以及聲，光，電，火，霧，音樂，電影，激光技術(shù)應(yīng)用于噴泉，噴泉技術(shù)產(chǎn)業(yè)邁上新臺(tái)階，開拓了寬闊的應(yīng)用空間，噴泉行業(yè)獲得了飛速發(fā)展。2001年中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)、供水排水設(shè)備分會(huì)建立了水景噴泉專業(yè)委員會(huì)，行業(yè)機(jī)關(guān)為城鎮(zhèn)、園林的主管部門、設(shè)計(jì)院、所及專業(yè)出產(chǎn)廠商、公司提供服務(wù)，促進(jìn)噴泉行業(yè)健康有序地發(fā)展。相關(guān)專業(yè)的老師同學(xué)們認(rèn)真研究學(xué)習(xí)該課程，為噴泉行業(yè)的往后發(fā)展提供了知識(shí)貯備，噴泉行業(yè)發(fā)展進(jìn)入到一個(gè)新的階段。2.1.2噴泉的應(yīng)

20、用狀況 隨著人們生活水平的提高，不斷豐富人們的精神生活，景觀效果的作用，對(duì)環(huán)境保護(hù)提出了新的要求，噴泉，休閑功能。在潤(rùn)版液的生產(chǎn)，短短幾年時(shí)間，從手工繪制的CD工作室圖像是三維動(dòng)畫動(dòng)態(tài)噴淋系統(tǒng)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)極大地豐富和拓展學(xué)生的思維空間。快速，直觀，易于儲(chǔ)存，便于修改快速施工及驗(yàn)收等，成為一個(gè)不可或缺的內(nèi)容，設(shè)計(jì)招標(biāo)的噴泉。噴泉的特殊產(chǎn)品，配置也在不斷的推陳出新，新材料和新技術(shù)的選擇，環(huán)保的產(chǎn)品更安全，可靠，服務(wù)周到，實(shí)時(shí)的客戶服務(wù)，這些都為噴泉的良性發(fā)展供給了技能支柱，使得大多數(shù)的噴泉在美化環(huán)境以外，還發(fā)揮了杰出的生態(tài)效應(yīng)社會(huì)效益和廣告效應(yīng)等間接的經(jīng)濟(jì)效益。 一些大城市主題噴泉?dú)鈩?shì)磅礴，

21、蔚為壯觀，放棄了團(tuán)結(jié)的感覺，氣勢(shì)磅礴，成為城市地標(biāo)像大雁塔音樂噴泉有西安，提升城市的精神高度。在廣場(chǎng)和公園的大型噴泉，聯(lián)合了多種技能，構(gòu)成了很多使人留戀忘返的噴泉，像激光音樂噴泉，火焰音樂噴泉，結(jié)合水幕電影的中心噴泉，既動(dòng)感實(shí)足，又富有詩(shī)意，聲，光，電，火，霧，給人以無(wú)限的，豐富多彩的視覺效果。在購(gòu)物中心，商業(yè)廣場(chǎng)景觀噴泉，放松，舒適的氛圍，給人一種喜悅感，還能降低加濕空氣的溫度。隨著越來(lái)越多的高端住宅，小區(qū)景觀噴泉也逐漸進(jìn)入人們的生活，與假山，湖泊景觀，中老年人，人喜歡安靜，優(yōu)雅的風(fēng)格，也適合兒童，趣味十足的形式。商場(chǎng)，餐館，小噴泉和別致，既調(diào)節(jié)室內(nèi)氣候，加上風(fēng)景如畫?；诖笮徒ㄖc自然地形

22、建造的人工瀑布和水的人們感到新鮮和另一種魅力景觀。噴泉在電視和大型歌舞上頻頻出現(xiàn)，水形烘托著演出的效果給人眼前一亮的感覺。噴泉美食走進(jìn)辦公室和起居室，室內(nèi)裝飾添加動(dòng)態(tài)。噴泉是藝術(shù)和技術(shù)的結(jié)合物，建筑藝術(shù)，園林藝術(shù)，藝術(shù)再到人文，文學(xué)藝術(shù)，音樂和藝術(shù)可以包含在噴泉的設(shè)計(jì)，創(chuàng)造。許多優(yōu)秀的作品都注重噴泉設(shè)計(jì)風(fēng)格要與周邊的環(huán)境、建筑物風(fēng)格相一致，注意本地人文、文明心理，因此好的方案設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，這樣它的出發(fā)點(diǎn)才是成功的。2.2 噴泉的種類 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展分為兩類噴泉，一個(gè)是自然地形結(jié)構(gòu)域的使用，因?yàn)檫m當(dāng)?shù)哪M自然水景建設(shè)，如：壁泉、涌泉、霧泉、管流、溪流、瀑布、水簾、跌水、水濤、漩渦等。另一種

23、是將完全采用高科技的噴泉，用在建筑領(lǐng)域中近年來(lái)的水，發(fā)展速度很快，許多品種，如音樂噴泉、跑泉、干池旱泉、水幕電影、移動(dòng)浮圈、噴火水泉、激光噴泉等等。2.3 噴泉中的一些新技術(shù) 漂浮式：噴泉管道系統(tǒng)安裝在浮箱，所以噴泉設(shè)備操作不受季節(jié)性水位的影響。浮動(dòng)噴泉，安裝技術(shù)和強(qiáng)大的制造業(yè)，而且維修方便，易維護(hù)。在大型天然湖泊或各類人工湖中廣泛使用。跑泉：跑泉：多個(gè)噴嘴，時(shí)序控制，形成水的瞬時(shí)變化?？梢耘埽▌?dòng)的形狀，并能形成水，雄偉的固定形狀，變化多端。 水幕激光：采納特別的入映機(jī)播放，利用的影片也是特意為水幕電影特制的影帶。因?yàn)殡娪捌聊皇且粚铀ぃ詴?huì)出現(xiàn)在電影屏幕上的特殊光學(xué)效應(yīng)，視覺穿透力可

24、以是一個(gè)立體的畫面，影片的內(nèi)容可與水結(jié)合的更聰明，一種身臨其境的感覺喜歡幻想。3 PLC的簡(jiǎn)介3.1 PLC的發(fā)展歷史發(fā)源：1968年美國(guó)通用汽車公司提出了將繼電器控制裝置取代的要求。1969，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司的生產(chǎn)線試產(chǎn)成功，由電氣控制的首選方案，這是第一代可編程控制器，可編程，是世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC。1969年，美國(guó)研制出世界第一臺(tái)PDP-14 1971年，日本研制出第一臺(tái)DCS-8 1973年，德國(guó)研制出第一臺(tái)PLC 1974年，中國(guó)研制出第一臺(tái)PLC 發(fā)展：上世紀(jì)第二十年代和70年代早期的微處理器。此時(shí)的PLC為微機(jī)技術(shù)和繼電器通?？刂朴^念相結(jié)合的產(chǎn)品。個(gè)人電腦的發(fā)展，為特征的簡(jiǎn)單

25、反應(yīng)和可編程控制器。在第二十世紀(jì)的最后70年，可編程控制器的輸入階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，介紹了可編程控制器，大躍進(jìn)的影響。20世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為3040%。在這期間，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和收集能力獲得大幅度提高，PLC逐漸投入進(jìn)程控制范疇，在一些應(yīng)用過(guò)程控制領(lǐng)域替代占主導(dǎo)地位的DCS系統(tǒng)。20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特征是更加適合于現(xiàn)代工業(yè)的需求。這個(gè)期間發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)、出現(xiàn)了許許多多的特殊功能單元、出產(chǎn)了各類人機(jī)界面單元、通訊單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更為簡(jiǎn)易。3.2 PLC的工作

26、原理（1）：PLC循環(huán)掃描方式工作。PLC在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，先進(jìn)行內(nèi)部處理，再通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、最后程序輸出，以上述方式不停地循環(huán)掃描工作。注意：PLC是從上往下的掃描過(guò)程，程序在執(zhí)行的過(guò)程中即使輸入發(fā)生某一些變化，輸入狀態(tài)映象寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變，必須等到輸入處理階段的下一周期的時(shí)候才能轉(zhuǎn)變。循環(huán)掃描過(guò)程如下：（2） 工作過(guò)程：一般由內(nèi)部處理階段、通訊操作階段、輸入處理階段、程序執(zhí)行階段、輸出處理階段組成。內(nèi)部處理階段：首先PLC會(huì)檢查CPU模塊的硬件的工作狀態(tài)正常與否，并且會(huì)復(fù)位監(jiān)視定時(shí)器，完成其它的一些內(nèi)部工作。通信服務(wù)階段：PLC和智能通信模塊，響應(yīng)式編程命令，創(chuàng)新顯示可編程

27、器件的內(nèi)容，當(dāng)PLC停止工作時(shí)，只會(huì)執(zhí)行內(nèi)容處理和通信操作等。輸入處理：輸入處理也叫輸入采樣。輸入映像寄存器是創(chuàng)新，然后進(jìn)入程序執(zhí)行階段。該計(jì)劃的執(zhí)行：根據(jù)PLC程序按照掃描，先左后右的順序，第一步后，步進(jìn)掃描，程序的執(zhí)行。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則按照跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來(lái)決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。若用戶程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時(shí)，PLC從輸入映象寄存器中讀出上一階段采入的對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映象寄存器讀出對(duì)應(yīng)映象寄存器的當(dāng)前狀態(tài)。根據(jù)用戶程序的邏輯運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)果反饋給相關(guān)設(shè)備寄存器。輸出處理：程序?qū)嵭泻?，將輸出映象寄存器，即元件映象寄存器中的Y寄存器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過(guò)隔離電路

28、，驅(qū)動(dòng)功率放大電路，輸出的控制信號(hào)輸出端到外面的世界，啟動(dòng)外部負(fù)載。（3） PLC的運(yùn)行方式：運(yùn)行模式：當(dāng)處于運(yùn)轉(zhuǎn)工作模式時(shí)，PLC要進(jìn)行從內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入處理、程序處理、輸出處理，然后按上述過(guò)程循環(huán)掃描工作。在運(yùn)行模式下，PLC經(jīng)過(guò)重復(fù)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能，為了使PLC的輸出及時(shí)地響應(yīng)隨時(shí)可能變化的輸入信號(hào)，不斷地反復(fù)執(zhí)行，直至PLC停機(jī)或切換到STOP工作模式。注：工作周期，這種周而復(fù)始的稱為掃描模式。停止模式：PLC在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)僅執(zhí)行內(nèi)部處理和通訊服務(wù)等內(nèi)容。3.3 PLC的編程語(yǔ)言（1） 梯形圖：梯形圖編程語(yǔ)言習(xí)慣上叫梯形圖，梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是常用的控制系

29、統(tǒng)，基于簡(jiǎn)化的標(biāo)記和電氣繼電接觸器控制邏輯的演進(jìn)，具有形象，直觀，實(shí)用，易于接受的電氣技師，是目前最常用的PLC編程語(yǔ)言。（2） 指令表：這類編程語(yǔ)言是一種與計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言相類似的助記符編程方式，用一系列操作指令構(gòu)成的語(yǔ)句表將控制流程熱核出來(lái)，并通過(guò)編程器送到PLC中去。（3） 順序功能圖：（3）順序功能圖：IEC標(biāo)準(zhǔn)的SFC（順序功能圖）語(yǔ)言，對(duì)于復(fù)雜的順序控制程序的編制。使用這種先進(jìn)的編程，初學(xué)者可以迅速使一個(gè)復(fù)雜的順序控制程序，大大提高了工作效率，同時(shí)也帶來(lái)了許多單詞進(jìn)行調(diào)試，方便。（4） 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖：類似于順序功能圖，復(fù)雜的控制系統(tǒng)，進(jìn)一步簡(jiǎn)化編程。（5）邏輯功能：它基本上是在數(shù)字電路

30、與邏輯圖的邏輯表達(dá)。一個(gè)函數(shù)圖表示的一般計(jì)算。控制邏輯”和“共同的”，或“，”非“三的功能來(lái)完成。（6）高級(jí)語(yǔ)言：近幾年推出的PLC，尤其是大型PLC，已開始使用高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行編程選用高級(jí)語(yǔ)言編程后，用戶能夠象使用PC機(jī)一樣操作PLC。除了功能能完成邏輯運(yùn)算的功能，還可以調(diào)節(jié)PID控制，數(shù)據(jù)采集與處理，通信等。3.4 PLC的主要功能 PLC是一種使用面很廣、發(fā)展十分迅速的工業(yè)自動(dòng)化裝置，在工場(chǎng)自動(dòng)化(FA)和計(jì)算機(jī)集成建造系統(tǒng)(CIMS)內(nèi)占重要地位。輸入、輸出接口調(diào)節(jié)功能；PLC系統(tǒng)有如下功能：1) 多種控制功能；2) 數(shù)據(jù)3) 人機(jī)界面功能；4) 采集、存儲(chǔ)與處理功能；5) 通信聯(lián)網(wǎng)功能；

31、6) 編程、調(diào)試功能。選用PLC能很明顯縮少設(shè)計(jì)、編程和投產(chǎn)周期，進(jìn)一步降低總價(jià)格。隨著現(xiàn)場(chǎng)總線的PLC產(chǎn)品的發(fā)展，將再次創(chuàng)新，更好的滿足工業(yè)及民用控制的需要。3.5 PLC發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)有現(xiàn)代的PLC主要發(fā)展趨勢(shì)：一是小，更小，更快，更強(qiáng)大和更便宜的開發(fā)；另外向大型網(wǎng)絡(luò)化、高可靠性、好的兼容性和多功能方面發(fā)展。（1）大型網(wǎng)絡(luò)化集散控制系統(tǒng)的發(fā)展方向，具有DCS系統(tǒng)的一些功能。網(wǎng)絡(luò)化和通訊能力強(qiáng)是PLC發(fā)展的一個(gè)重要方面，向下可將多個(gè)PLC、I/O框架相連接，向上與工業(yè)計(jì)算機(jī)、以太網(wǎng)、MAP網(wǎng)等相連接構(gòu)成工廠全部的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。（2）多功能隨著自調(diào)整、步進(jìn)電機(jī)控制、位置控制、伺服控制等模塊的

32、涌現(xiàn)，使PLC控制領(lǐng)域更為寬闊。4花式噴泉的總體設(shè)計(jì)方案4.1 花式噴泉控制要求4.1.1花式噴泉控制的幾種模式如圖(a)所示，1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)依次為外環(huán)噴頭、一次外環(huán)噴頭、內(nèi)環(huán)噴頭和中間噴頭。如圖（b）所示，當(dāng)按下總電源開關(guān)后可以啟動(dòng)設(shè)備。按下啟動(dòng)按鈕，花式噴泉控制裝置開始工作，按下停止按鈕，噴泉控制裝置停止運(yùn)行。噴泉的工作方式由選擇開關(guān)和單步/連續(xù)開關(guān)決定。選擇開關(guān)用于選擇噴泉的噴水花樣?；ㄊ絿娙鞣N模式的動(dòng)作狀態(tài) 模式一：當(dāng)選擇開關(guān)在位置“1”處，按下啟動(dòng)按鈕，4號(hào)、3號(hào)、2號(hào)和1號(hào)噴頭以運(yùn)行2s、間隔1s的方式依次噴水，再過(guò)5s后，如果選擇單步工作模式，則設(shè)備停止；若為連續(xù)工作模

33、式，則繼續(xù)循環(huán)下去。 模式二：當(dāng)選擇開關(guān)在位置“2”處，按下啟動(dòng)按鈕，1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)噴頭以運(yùn)行2s、間隔2s的方式依次噴水，再過(guò)10s后，如果選擇單步工作模式，則設(shè)備停止；若為連續(xù)工作模式，則繼續(xù)循環(huán)下去。 模式三：當(dāng)選擇開關(guān)在位置“3”處，按下啟動(dòng)按鈕，1號(hào)、2號(hào)噴頭同時(shí)噴水，5s后，3號(hào)、4號(hào)噴頭同時(shí)噴水，再過(guò)15s后，如果選擇單步工作模式，則設(shè)備停止；若為連續(xù)工作模式，則繼續(xù)循環(huán)下去。 模式四：當(dāng)選擇開關(guān)在位置“1”處，按下啟動(dòng)按鈕，1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)噴頭以運(yùn)行2s、間隔3s的方式依次噴水，再過(guò)5s后，再以運(yùn)行2s、間隔4s的方式依次噴水，再過(guò)20s后，如果選擇單步工作模式，

34、則設(shè)備停止；若為連續(xù)工作模式，則繼續(xù)循環(huán)下去。4.2 PLC型號(hào)的選擇當(dāng)系統(tǒng)較小時(shí)一般不需要擴(kuò)展；而系統(tǒng)較大時(shí)，就要擴(kuò)展。同時(shí)，有些廠家產(chǎn)品的個(gè)別指令不支持?jǐn)U展模塊，因此，在進(jìn)行軟件編制時(shí)要注意。當(dāng)選用溫度等模擬模塊時(shí)，各廠家也有相對(duì)應(yīng)規(guī)定，請(qǐng)看相關(guān)的技術(shù)手冊(cè)。各公司的擴(kuò)展模塊品種很多，如單輸入模塊、單輸出模塊、輸入輸出模塊、溫度模塊、高速輸入模塊等。4.3 軟件編制在編寫軟件之前，首先應(yīng)熟悉PLC軟件產(chǎn)品規(guī)格，再編程。如果圖形程序員或軟件編程，可以直接編程，如果使用手持式編程器，先把梯子，去計(jì)劃，你可以少犯錯(cuò)誤，更快。編程結(jié)束后先空載調(diào)試程序，看每一個(gè)動(dòng)作是否正常后，再在設(shè)備上調(diào)試。4.4確

35、定所選PLC從以上分析可以得知，系統(tǒng)總開關(guān)的輸入和輸出開關(guān)點(diǎn)8，點(diǎn)8，根據(jù)三菱FX2N PLC的目錄和實(shí)際市場(chǎng)價(jià)格，采用主機(jī)為FX2N 48MR系列的PLC作為系統(tǒng)核心控制。4.5 PLCI/O分配簡(jiǎn)介4.5.1開關(guān)量輸入模塊的選擇（1）開關(guān)量輸入模塊分為直流輸入、交流輸入和交流、直流輸入三種。我們主要根據(jù)輸入信號(hào)和環(huán)境因素等。直流輸入模塊的延遲時(shí)間較短，還能直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入設(shè)備相連；交流輸入模塊可靠性好，適應(yīng)于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下去使用。開關(guān)量輸入模塊的輸入信號(hào)的電壓品級(jí)有：直流5V、12V、24V、48V、60V等；交流110V、220V等。選取時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備

36、與輸入模塊之間的間隔來(lái)考慮。正常5V、12V、24V用于傳輸距離較近場(chǎng)合，如5V輸入模塊最遠(yuǎn)距離不得超過(guò)10米。距離，應(yīng)使用較高的輸入電壓模塊。（2）輸入接線方式開關(guān)量輸入模塊主要有匯點(diǎn)式和分組式兩種接線方式。（a) 匯點(diǎn)式輸入；（ b)分組式輸入；而分組式的開關(guān)量輸入模塊是將輸入點(diǎn)分成若干組，每一組（幾個(gè)輸入點(diǎn)）有一個(gè)公共端，各組之間是分隔的。分組式的開關(guān)量輸入模塊價(jià)格較匯點(diǎn)式的高，如果輸入信號(hào)之間不需要分開，一般采用匯點(diǎn)式的。（3）注意同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)量關(guān)于采用高密度的輸入模塊(如32點(diǎn)、48點(diǎn)等)，應(yīng)考慮該模塊同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)一般不要超出輸入點(diǎn)數(shù)的60。（4）輸入門檻電平為了提高系統(tǒng)的可

37、靠性，務(wù)必考慮輸入門檻電平的大小。門檻電平越高，抗干擾能力越強(qiáng)，傳輸?shù)木嚯x也就能越遠(yuǎn)，具體可參閱PLC說(shuō)明書。4.5.2 模擬量IO模塊的選擇模擬量IO模塊的主要功能是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并且與PLC內(nèi)部總線連接，為了安全會(huì)具有電氣隔離功效。模擬輸入（A/D）模塊是一個(gè)由傳感器、模擬信號(hào)檢測(cè)數(shù)字領(lǐng)域轉(zhuǎn)化為PLC內(nèi)部可連續(xù)；模擬量輸出(DA)模塊是將PLC內(nèi)部的數(shù)字量轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量信號(hào)輸出。典型模擬量IO模塊的量程為-10V+10V、0+10V、420mA等，可根據(jù)實(shí)際需要去采用，同時(shí)還應(yīng)考慮其分辨率和轉(zhuǎn)換精度等要素。4.5.3特色功能模塊的選擇當(dāng)前，PLC制造廠家先后推出很多特色功能模塊：特殊功能的IO模

38、塊、自帶CPU的智能型IO模塊，例如PID控制模塊、高速計(jì)數(shù)器、位置控制模塊、凸輪模擬器、通信模塊等。4.6 花式噴泉的I/O分配情況輸入輸出X001設(shè)備啟動(dòng)按鈕SB1Y0041號(hào)噴頭(KM1)X002設(shè)備停止按鈕SB2Y0052號(hào)噴頭(KM2)X003單步模式開關(guān)SA1Y0063號(hào)噴頭(KM3)X004連續(xù)循環(huán)開關(guān)SA2Y0074號(hào)噴頭(KM4)X005花式開關(guān)1檔SA3X006花式開關(guān)2檔SA4X007花式開關(guān)3檔SA5X010花式開關(guān)4檔SA64.7 PLC外部接線圖5軟件設(shè)計(jì)5.1 花式噴泉控制流程圖5.2 花式噴泉系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)本次花式噴泉系統(tǒng)選用三菱FX2N系列PLC步進(jìn)順控指令設(shè)計(jì)

39、,相關(guān)的程序請(qǐng)見附錄15.2.1部分程序介紹根據(jù)上面的圖示，當(dāng)把選擇開關(guān)撥到位置“1”處，再按下啟動(dòng)按鈕，4號(hào)、3號(hào)、2號(hào)和1號(hào)噴頭以運(yùn)行2s、間隔1s的方式依次噴水，5s后，此時(shí)若是選擇單步工作模式，則設(shè)備停止；若是連續(xù)工作模式，則會(huì)繼續(xù)循環(huán)下去。5.3 觸摸屏控制要求本次設(shè)計(jì)采用昆侖通泰觸摸屏模擬，進(jìn)入系統(tǒng)主界面前需輸入負(fù)責(zé)人密碼，輸入正確，出現(xiàn)“歡迎進(jìn)入花式噴泉控制系統(tǒng)”的移動(dòng)字幕，5s后自動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng)，輸入密碼錯(cuò)誤，則自行退出。在主頁(yè)面顯示啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、噴頭對(duì)應(yīng)指示燈（1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)噴頭分別用燈HL1、燈HL2、燈HL3、燈HL4表示）以及時(shí)鐘實(shí)時(shí)顯示等。1.系統(tǒng)前的管理權(quán)限2.密碼正確顯示字樣3. 系統(tǒng)主界面設(shè)計(jì)總結(jié)本次設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了花式噴泉控制系統(tǒng)的模擬，加強(qiáng)了我的實(shí)踐能力，將自己的專業(yè)知識(shí)用在實(shí)驗(yàn)中，收獲頗豐。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，也遇到許多的問(wèn)題，在指導(dǎo)老師和同學(xué)們的幫助下，尋找正確的