噴泉控制系統(tǒng)程序設(shè)計(三)

噴泉控制系統(tǒng)程序設(shè)計(三)噴泉控制系統(tǒng)程序設(shè)計(三)噴泉控制系統(tǒng)程序設(shè)計(三)噴泉控制系統(tǒng)程序設(shè)計(三)編制僅供參考審核批準生效日期地址：電話：傳真:郵編:《機床電氣控制與PLC》實訓報告題目：噴泉控制系統(tǒng)程序設(shè)計（三）組號：第九組班級學號：37學生姓名：丁振東指導教師：張慧玲成績：沈陽工學院目錄課程設(shè)計的任務(wù)………21.設(shè)計題目……………22.設(shè)計內(nèi)容………23.設(shè)計要求………24.進度安排………2摘要………………3一、總體設(shè)計……………………4的選型…………………4端子分配………………5二、PLC程序的設(shè)計……………81.設(shè)計思想……………………8順序功能圖設(shè)計………8梯形圖設(shè)計……………10指令表…………………14三、總結(jié)…………16四、參考文獻……………………17課程設(shè)計的任務(wù)1．設(shè)計題目：噴泉控制系統(tǒng)程序設(shè)計（三）2．設(shè)計內(nèi)容：1）噴泉控制要求為“A、B、D同時旋轉(zhuǎn)并噴水12秒—B、D、C同時擺動并噴14秒—A、D、E同時旋轉(zhuǎn)并噴10秒—A、C、D同時擺動并噴7秒--2秒后再循環(huán)”2）每個噴頭工作時，都連帶紅、綠、黃、藍四個彩燈間隔循環(huán)發(fā)光。3）噴泉可以實現(xiàn)連續(xù)操作方式。4）當選擇連續(xù)時，要求循環(huán)20次后終止循環(huán)，發(fā)出聲光間斷報警，按停止按鈕終止報警。3．設(shè)計要求：1）設(shè)計端子分配圖和順序功能圖2）設(shè)計并調(diào)試PLC控制梯形圖3）撰寫實訓報告4．進度安排：1）理解題目要求，查閱資料，確定設(shè)計方案1天2）PLC控制設(shè)計與調(diào)試天3）實訓報告撰寫1天4）答辯天摘要噴泉是人工環(huán)境中最富有生命力的噴泉,它具有分隔空間、增加層次、凈化空氣美化環(huán)境的作用,具有美化環(huán)境的功能，常常博得觀賞者的喜愛。噴泉水景首次在我國興建是18世紀中期，北京圓明園(又名長春園)中的“西洋樓”建筑提升到高處的蓄水池里，然后通過管道供給噴泉。近代，國內(nèi)外隨著城市和工業(yè)的發(fā)展，改善城市環(huán)境，興建自然景觀日益增多。因而水景的藝術(shù)形式和規(guī)模都有很大發(fā)展?，F(xiàn)代高科技把美妙的音樂、多姿的噴泉造型、五彩繽紛的水下燈光、神奇的激光圖文，通過電腦有機的結(jié)合在一起，給人以音樂聲響、視覺形象、色彩變換三位一體的超自然享受。隨著我國人民物質(zhì)生活水平的不斷提高，對于精神生活的要求也在不斷提高，為進一步改造環(huán)境景觀，建設(shè)一個噴泉是很有必要的。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和生活水平的不斷提高，尤其是噴泉在城市和社區(qū)環(huán)境建設(shè)中起著尤其重要的作用。當今噴泉工程和高新技術(shù)的結(jié)合正是歷史發(fā)展的必然趨勢，由于噴泉工程中采用了大量的高新技術(shù)，從而使噴泉效果更加絢麗多彩，婀娜多姿，令人賞心悅目、流連忘返。本設(shè)計以西門子S7-200系列的PLC為核心控制系統(tǒng)，設(shè)計了一個能變換四種式樣的噴泉，花樣噴泉在PLC的控制之下，噴出各種各樣的水柱，給人以一種視覺上美的享受。本次噴泉設(shè)計用SFC方法編程，可以使設(shè)計思路清晰，編程簡便，若需要改變噴水花樣和噴水時間，設(shè)計方案不必作很大調(diào)整，只要把控制程序作相應(yīng)的修改，不必該變硬件接線圖或只需微小改動即可，方便簡單。一、總體設(shè)計1.PLC的選型PLC選型依據(jù)1.選用規(guī)模合適的PLCPLC規(guī)模的大小是用輸入輸出（I/O）點數(shù)來衡量的，也就是選擇合適I/O點數(shù)的PLC。因此在選用PLC時，首先應(yīng)對與PLC相連的全部輸入，輸出裝置進行統(tǒng)計，并區(qū)分輸出的性質(zhì)及所需電壓，電流的大小和種類。確定全部的I/O點數(shù)，再加上10%~15%的備用量，用來輸出的擴展。這樣就可以計算出系統(tǒng)需要的總I/O點數(shù)，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。本次噴泉系統(tǒng)設(shè)計共有輸入輸出點51個，全部為開關(guān)量，其中輸入點13個，輸出點39個。2.確定內(nèi)存容量的大小小

內(nèi)存器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。一般用戶程序區(qū)的內(nèi)存容量與開關(guān)量I/O點數(shù)以及用戶程序的編寫質(zhì)量等有關(guān)。設(shè)計階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。估算時，可用經(jīng)驗公式：總存儲字數(shù)＝開關(guān)量I/O點數(shù)*（150~200）計算后還可以考慮10%~25%的存儲余量。由于科技的飛速發(fā)展PLC的內(nèi)存的大小足夠我們設(shè)計的噴泉使用，所以可以不考慮在內(nèi)。3.控制功能的選擇

簡單PLC的運算功能包括邏輯運算、計時和計數(shù)功能；普通PLC的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運算功能；較復(fù)雜運算功能有代數(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他高級運算功能。

4.機型的選擇

(1)PLC的類型

PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數(shù)選型。整體型PLC的I/O點數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。

(2)輸入輸出模塊的選擇

輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。例如對輸入模塊，應(yīng)考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應(yīng)用要求。對輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時間較長等特點；

5.經(jīng)濟性的考慮

選擇PLC時，應(yīng)考慮性能價格比。考慮經(jīng)濟性時，應(yīng)同時考慮應(yīng)用的可擴展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品。輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響，所以應(yīng)該選擇合適點數(shù)的PLC。PLC類型的選型根據(jù)上述條件我們將選擇西門子S7-200系列PLC。其主要特點是：指令豐富、內(nèi)置集成功能、模塊擴展功能；具有實時通訊特性；可靠性高適應(yīng)性強、性價比高等特點。西門子S7-200是模塊化PLC，它是由CPU模塊、擴展弄、模塊和總線連接電纜構(gòu)成。（1）CPU模塊CPU模塊包括CPU、電源、和I/O點3部分。該模塊本身自帶一定I/O點，由于需要的輸出點比較多，所以還需要擴展模塊進行I/O點擴展。（2）擴展模塊由于CPU模塊本身的I/O點有限，所以需要用到I/O點擴展模塊。我們選用EM222型擴展模塊。2.PLC端子分配輸入輸出啟動A噴頭C綠燈停止A旋轉(zhuǎn)C黃燈單周期A左擺C藍燈連續(xù)A右擺D噴頭A左限位A紅燈D旋轉(zhuǎn)A右限位A綠燈D左擺B左限位A黃燈D右擺B右限位A藍燈D紅燈C左限位B噴頭D綠燈C右限位B旋轉(zhuǎn)D黃燈D左限位B左擺D藍燈輸入輸出D右限位B右擺E噴頭B紅燈E旋轉(zhuǎn)B綠燈E紅燈B黃燈E綠燈B藍燈E黃燈C噴頭E藍燈C左擺聲報警C右擺光報警C紅燈PLC端子接線圖：二、PLC程序的設(shè)計1.設(shè)計思想根據(jù)課題要求的噴泉噴水花樣，采用步進控制的方式，無疑是最佳的方案，同時也決定了程序的設(shè)計方向。步進控制設(shè)計，是根據(jù)系統(tǒng)的功能，以每一步為核心，以步與步之間的轉(zhuǎn)換條件為觸發(fā)信號，以各步對應(yīng)的動作功能為驅(qū)動，從首步開始一步一步地設(shè)計梯形圖，直到完成整個程序為止的設(shè)計方法。這種設(shè)計方法是一步一步地進行設(shè)計，所以不容易出錯，還可以提高設(shè)計效率。那么首先就應(yīng)該根據(jù)課題畫出順序功能圖。這樣一來每一步的條件和動作就可以確定了。為了增加程序的易讀性和方便軟件和外部硬件的拓展，我把程序大致分為3部分：第一部分是控制整個程序的順序控制程序段。是用來完成四種噴水花樣的順序變化和單周期、連續(xù)的控制。第二部分是用來控制彩燈循環(huán)閃爍與間隔的燈光循環(huán)閃爍程序段。第三部分是集中輸出程序段。分別對A、B、C、D、E五個噴頭和對應(yīng)的彩燈進行集中輸出控制。這種設(shè)計方法不僅調(diào)理清晰，也大大的增加了易讀性和拓展性。只要簡單的改動就可以達成不同噴水方案。2.PLC順序功能圖設(shè)計3.PLC梯形圖設(shè)計順序控制程序段燈光閃爍程序段(3)集中輸出程序段4.PLC指令表LDAOAN=LDT41ANC1ANLDT41AOLDLDAOOOLDAN=LDOAALDT41AANC1OOLDAN=TONT37,120LDT37OAN=TONT38,140LDT38OAN=TONT39,100LDT39OAN=TONT40,70LDT40OANANAN=TONT41,20LDEULDEUCTUC1,20LDC1AN=A==LDOOT57ANAN=TONT50TONT51,10LDT51OANAN=TONT52,1TONT53,10LDT53OANAN=TONT54,1TONT55,10LDT55OANAN=TONT56,1TONT57,10LDOOLPS=AT50=LRDAT52=LRDAT54=LPPAT56=LDO=LDAN=LDAOANAN=LDOLPS=A=LRDAT50=LRDAT52=LRDAT54=LPPAT56=LDANAN=LDAOANAN=LDOLPS=AT50=LRDAT52=LRDAT54=LDOAOANAN=LDOOOLPS=AT50=LRDAT54=LPPAT56=LDO=LDOANAN=LDOAOANAN=LDLPS==AT50=LRDAT52=LRDAT54=LPPAT56=四、總結(jié)對于PLC我們了解，再此就沒必要再重復(fù)的論述PLC的簡介和工作原理。這還是第一接觸到西門子S7系列的PLC，和以前學習的三凌FX系列的PLC顯然在指令上有很大區(qū)別，一時間指令有的記混，可整個系統(tǒng)想比來說還是非常相識的，所以學起來相對也簡單的多。不過這也是第一次對實際應(yīng)用進行PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計，所以感觸還是非常多的。本論文是以實際應(yīng)用為課題的，是結(jié)合本人所學的知識，以可編程控制器為基礎(chǔ)，對噴泉基本流程進行詳細的了解以及對噴泉控制系統(tǒng)的自動化控制進行設(shè)計的。在整個設(shè)計過程中自我學習、向他人學習的前提下，深入地了解電氣控制系統(tǒng)個方面的知識，熟練地掌握了PLC控制技術(shù)的各個方面的理論知識及其應(yīng)用，逐漸提高對電