花式噴泉的PLC控制畢業(yè)設(shè)計(jì)

關(guān)鍵詞：PLC；噴泉；控制系統(tǒng)FancyfountainPLCControlAbstractFancyfountaininrecentyearstheemergenceofalandscapearchitectureandfancywatchaproductofacombination.WiththeprogrammablecontrollerinChina'srapiddevelopment,fancyfountaincontrolrequirementshavebecomemoresophisticated,makingmoreandmorecontroloversomeoftheneedsprogrammablelogiccontrollertoachieve.Inthispaper,thetaskdesigndocumentrequirementstofancyfountainastheresearchobject,usingS7-300seriesPLCasthefountaincontroller.Fancyfountaincontrolsystemsfortheoverallfunctionoftheanalysis,describedthecompositionandtheprogrammablecontrollerworks.Fountainmadeoftheconstituenthardwaremodulesandthedetaileddesignofhardwaremodules,andcontrolthemannerandproceduresforthepreparationofthedesign.Thisdesignimprovesthefountainsystem,controlquality,andtrulyachievethereal-timecontrolrequirements.Keywords:PLC;fountain;controlsystem目錄第1章緒論1噴泉的發(fā)展1我國噴泉的發(fā)展1噴泉的應(yīng)用狀況1現(xiàn)代噴泉重出現(xiàn)的問題2噴泉的種類3噴泉中的一些新技術(shù)3設(shè)計(jì)的主要研究內(nèi)容及安排3第2章方案分析5主控制器方案分析5主控制器方案的選擇6噴泉控制方案分析6噴泉控制方案的選擇7噴泉的控制要求7第3章花式噴泉的硬件設(shè)計(jì)9硬件的選擇9的選擇方案9水泵的選擇方案9噴頭的選擇方案10控制面板10第4章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)12花式噴泉的PLC控制流程圖12模塊的選擇12花式噴泉的I/O分配13的I/O地址分配簡介13軟件的選用13系統(tǒng)主程序14系統(tǒng)程序的可行性16第5章系統(tǒng)的仿真和調(diào)試仿真軟件的選用17系統(tǒng)的調(diào)試17總結(jié)23致謝24參考文獻(xiàn)25附錄1附錄2第1章緒論噴泉的發(fā)展.1我國噴泉的發(fā)展國內(nèi)在二十世紀(jì)八十年代以前，噴泉只是建筑給排水和園林造景專業(yè)的一個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)，從設(shè)計(jì)到產(chǎn)品制作，工程安裝都沒有形成規(guī)模。只是在展覽館等公共建筑和公園里能見到一些中、小噴泉，產(chǎn)品的水平也是簡單、粗放的。二十世紀(jì)八十年以后，隨著國民經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)和發(fā)展，人民生活水平的提高，一些城市的城建、園林主管部門在城市建設(shè)、改造的過程中，以及環(huán)境的美化和文化氛圍的營造上對噴泉提出了求新的要求，一部分建筑、園林、水利的設(shè)計(jì)院、研究所及大專院校，綜合了土建結(jié)構(gòu)、給排水、機(jī)電控制等傳統(tǒng)的專業(yè)技術(shù)，加上當(dāng)時(shí)先進(jìn)的單片機(jī)，通過電磁閥和直流電機(jī)調(diào)速實(shí)行變量控制，設(shè)計(jì)出一批噴泉、水景。得到了良好的社會反映和社會效益。在這個(gè)時(shí)期，一些噴泉設(shè)備專業(yè)加工廠和公司開始組建、發(fā)展，為噴泉的專業(yè)化發(fā)展提供了力量，打下了基礎(chǔ)。二十世紀(jì)九十年代以后，社會主義市場經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，全國城市建設(shè)速度加快，人們也追求高質(zhì)量的文化生活和環(huán)境美。市場的需求推動了噴泉行業(yè)的發(fā)展。噴泉走出公園、園林的圍墻和廣場的中心，深入延伸到人們的各個(gè)社會活動場所。許多噴泉專業(yè)的生產(chǎn)廠商和專業(yè)公司，在這段時(shí)間內(nèi)應(yīng)運(yùn)而生，迅速發(fā)展起來。專業(yè)技術(shù)人員把計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)，以及聲、光、電、霧、火、激光、音樂、水幕電影等學(xué)科的技術(shù)應(yīng)用到噴泉之中，把噴泉行業(yè)的技術(shù)水平推上了一個(gè)新的層面，開拓了廣闊的應(yīng)用空間，噴泉行業(yè)得到了快速發(fā)展。2001年中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會、給水排水設(shè)備分會成立了水景噴泉專業(yè)委員會，行業(yè)組織為城鎮(zhèn)、園林的主管部門、設(shè)計(jì)院、所及專業(yè)生產(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。一些大學(xué)和中專的建筑、園林專業(yè)也開設(shè)了水景、噴泉課程，為噴泉行業(yè)的今后發(fā)展提供了知識儲備。噴泉行業(yè)的發(fā)展進(jìn)入到一個(gè)新的階段。1.噴泉的應(yīng)用狀況人們對噴泉的造景功能、娛樂功能、環(huán)保功能認(rèn)識的提高，開拓了噴泉的應(yīng)用范圍。我們可以看到：適宜于喜慶節(jié)日、大型群眾集會的廣場噴泉和城市主題雕塑噴泉，其水造型往往是簡捷、明快、莊重、大方，給予人們團(tuán)結(jié)進(jìn)取，凝聚向上的感受。在商業(yè)廣場、購物中心以及一些景點(diǎn)的大型激光彩色音樂噴泉，其動感十足的“水表演”，既歡快、跳躍，又抒情、富有詩意的“水舞蹈”，有些噴泉配之以水幕電影，給人們以變幻無窮，絢麗多姿的視聽效果。河、湖自然水面上噴水高度超過百米的高水柱噴泉，其雄偉、壯觀的水造型往往成為這個(gè)城市或旅游景點(diǎn)的特征之一。噴泉進(jìn)入了住宅小區(qū)，多與建筑小品和雕塑相映、相伴，既有中、老年人們喜愛的幽靜、典雅的風(fēng)格，也有適于兒童嬉水，趣味十足的形式。松弛、舒適的環(huán)境氛圍給人們愉悅的感受。商場內(nèi)、酒樓里的噴泉小巧、別致，既調(diào)節(jié)了室內(nèi)小氣候，又增添了畫意。依托大型建筑物和自然地形建成的人工瀑布及溢水造景給人們以清新和另有韻味的感受。噴泉在電視轉(zhuǎn)播廳和大型歌舞上頻頻出現(xiàn)，調(diào)諧得當(dāng)?shù)乃魏嫱兄莩龅男Ч＞傻奈⑿蛧娙M(jìn)入了辦公室和居室，給室內(nèi)增添了動態(tài)的裝飾。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)、美術(shù)以至引伸到人文學(xué)、文學(xué)藝術(shù)、音樂藝術(shù)等都能蘊(yùn)含到噴泉的設(shè)計(jì)、創(chuàng)作中。不少成功的作品都注意噴泉的設(shè)計(jì)風(fēng)格與周邊的環(huán)境、建筑物風(fēng)格的協(xié)調(diào)一致，注意當(dāng)?shù)厝宋?、文化心理，所以好的方案設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，它是成功的起點(diǎn)。在噴泉方案的制作上，短短的幾年時(shí)間就從手工制圖發(fā)展到photoshop圖片再發(fā)展到三維動畫制作的光盤描繪的動態(tài)噴水方案，計(jì)算機(jī)技術(shù)極大地豐富和開拓了人們的思維空間?？焖?、直觀、便于保存、易于修改的優(yōu)點(diǎn)很快地就被建設(shè)方接受，成為噴泉設(shè)計(jì)方案招投標(biāo)的必備內(nèi)容。噴泉的專用產(chǎn)品，設(shè)備也在不斷地更新?lián)Q代，新材料、新技術(shù)的采用，環(huán)保型的產(chǎn)品更加安全、可靠，售后服務(wù)周到、及時(shí)，這些都為噴泉的良性發(fā)展提供了技術(shù)支撐，使得大多數(shù)的噴泉在美化環(huán)境之外，還發(fā)揮了良好的生態(tài)效應(yīng)社會效益和廣告效應(yīng)等間接的經(jīng)濟(jì)效益。1.現(xiàn)代噴泉重出現(xiàn)的問題在噴泉得到廣泛應(yīng)用的過程中，也出現(xiàn)了一些問題和不足，有些認(rèn)識上的誤區(qū)和不良傾向應(yīng)該引起人們的重視。否則將對噴泉行業(yè)的健康發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面影響。（1）方案設(shè)計(jì)上的盲目性，往往導(dǎo)致作品成為敗筆，使作品難于長久存在。（2）細(xì)部設(shè)計(jì)的不合理直接影響作品效果。（3）質(zhì)次價(jià)高的偽劣產(chǎn)品直接影響著有關(guān)廠商和公司的信譽(yù)。（4）節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保問題應(yīng)引起足夠的重視。噴泉的水造型是通過細(xì)部設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的，機(jī)、泵、管、閥門、噴頭的合理選配，直接影響著噴水效果。有些噴泉的設(shè)計(jì)，只注意了流量、工作壓力等技術(shù)指標(biāo)，忽視了流態(tài)效果這個(gè)重要因素，水造型效果差。例如：成功的超高水柱密實(shí)段長，破裂段和霧化段短，水柱直徑和噴水高度比例合適，抗風(fēng)能力強(qiáng)，噴水效果挺拔、雄偉。而目前的一些超高水柱，水柱密實(shí)段短，破裂段和霧化段長，水柱直徑與噴水高度相比顯得細(xì)小單薄，抗風(fēng)能力差，水柱很容易被吹散飄移，這就是有關(guān)參數(shù)選配不合理所致。在整體水造型的組合效果上也存在差類似的問題。細(xì)部設(shè)計(jì)不合理，是技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差的表現(xiàn)，需要在設(shè)計(jì)階段給予解決。噴泉是耗能的景觀工程，在保障設(shè)計(jì)效果的前提下，盡可能地節(jié)約能源，這在方案設(shè)計(jì)階段時(shí)就應(yīng)該進(jìn)行量體裁衣的設(shè)計(jì)。我國是一個(gè)缺水的國家，節(jié)水是基本國策，噴泉要提倡循環(huán)用水，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮減少噴水的霧化，飄移損失。循環(huán)用水系統(tǒng)應(yīng)該有過濾凈化裝置，現(xiàn)在有許多旱噴泉，噴水很容易把地面上的泥土、臟物沖入地下水池，水質(zhì)極易污染，搞好池水凈化，延長池水使用周期，用過的池水可以澆灌周邊的草坪、綠地，既節(jié)約了用水，又有環(huán)保的功能。1.2噴泉的種類普通噴泉分音樂噴泉、程控噴泉、旱地噴泉、跑動噴泉、光亮噴泉、趣味噴泉、激光水幕電影、超高噴泉等。1.3噴泉中的一些新技術(shù)漂浮式：整座水景噴泉的管道系統(tǒng)全部安裝在浮箱上，所以噴泉設(shè)備的運(yùn)行不受季節(jié)性水位高低的影響。漂浮式噴泉制作、安裝工藝技術(shù)性強(qiáng)，但維護(hù)方便，易于保養(yǎng)。在大型自然湖泊或各種人工湖中廣泛應(yīng)用。跑泉：多個(gè)噴頭，按時(shí)序控制，構(gòu)成各種形態(tài)瞬時(shí)變化的水型。可以形成跑動、跳動、波動等形狀，又可以成固定造型的噴水形態(tài)，氣勢雄偉，變化多端。水幕激光：采用特殊的入映機(jī)播放，使用的影片也是專門為水幕電影特制的影帶。由于電影的屏幕是透明的水膜，因此在電影播放時(shí)會有一種特殊的光學(xué)效果，屏幕的視覺穿透性可使畫面具有一種立體感，影片的內(nèi)容可與水面巧妙的結(jié)合，更有一種身臨其境般的奇幻感覺。1.4設(shè)計(jì)的主要研究內(nèi)容及安排本文根據(jù)生活當(dāng)中出現(xiàn)的一些情況，以花式噴泉為研究對象，結(jié)合了大量資料及文獻(xiàn)，研究花式噴泉的控制問題，整理出一套可行性較高的噴泉控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)的研究內(nèi)容主要包括了噴泉的發(fā)展情況及所存在的一系列問題；噴泉控制系統(tǒng)的組成；花式噴泉的控制任務(wù)和要求；花式噴泉的硬件配置以及軟件的設(shè)計(jì)，再通過仿真軟件來實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)當(dāng)中，因花樣1出現(xiàn)故障的可能性較另外兩種花樣要大，因此在花樣1的程序中設(shè)置了報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以及時(shí)報(bào)警并斷開電源，具有更大的安全保障。設(shè)計(jì)中并未添加單步/連續(xù)程序，因?yàn)槿绻麊尾竭\(yùn)行，持續(xù)時(shí)間太短，觀賞性不強(qiáng)，因而只設(shè)置了連續(xù)運(yùn)行，當(dāng)按下啟動按鈕，接著選擇噴水花樣，系統(tǒng)處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，直到按下停止按鈕，系統(tǒng)立即斷開電源，停止運(yùn)行。2.1主控制器方案分析方案1：使用單片機(jī)控制花式噴泉方案2：使用S7-300PLC控制花式噴泉自20世紀(jì)60年代中期以來PLC產(chǎn)品在電力、冶金、化工等行業(yè)發(fā)揮了重大作用,尤其近20年來計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展,不斷成倍擴(kuò)大的功能和成倍降低的價(jià)格,使PLC、通訊聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、過程控制軟件都獲得了長足的進(jìn)步,也使PLC的廣泛應(yīng)用成為可能。PLC的優(yōu)點(diǎn)很多，主要包括：編程方法簡單易學(xué)；功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高；硬件配套齊全、用戶使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)；可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少；維修工作量低、維修方便；體積小、能耗低等。而且PLC在各個(gè)工業(yè)部門的應(yīng)用范圍都得到了擴(kuò)展。此方案采用西門子300系列PLC作為主控制器。S7-300PLC是中型的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。S7-300PLC的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。S7-300PLC可提多種CPU可供選擇使用，并且體積小，功能強(qiáng)、可靠性高，靈活性強(qiáng)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)，就可以改變花式噴泉的噴水規(guī)律，從而變化出很多花樣，同時(shí)，PLC具有很強(qiáng)的自診斷功能，迅速方便的檢查出故障，縮短檢修時(shí)間，因而確?？刂葡到y(tǒng)的可靠性，穩(wěn)定性。基于本設(shè)計(jì)的控制要求，可采用S7-300系列的PLC來控制電磁閥，從而達(dá)到對噴頭流量的控制，產(chǎn)生各種方式的噴水花樣。方案3：使用S7-200PLC控制花式噴泉本方案采用S7-200PLC作為噴泉的主控制器來控制水泵的運(yùn)行。S7-200PLC是一種小型的PLC，它有5種CPU模塊，最多可以擴(kuò)展7個(gè)擴(kuò)展模塊，擴(kuò)展到248點(diǎn)數(shù)字量I/O或者38路模擬量I/O，最多有30多KB的程序存儲空間和數(shù)據(jù)存儲空間。集成了6個(gè)有12種工作模式的高速計(jì)數(shù)器和兩點(diǎn)高速脈沖發(fā)生器、脈沖寬度調(diào)制器。本設(shè)計(jì)方案可以選擇S7-200CPU226的PLC作為主控制器，該型號的PLC共14入10出24個(gè)I/O點(diǎn)。從I/O點(diǎn)分配方面來說很適合本設(shè)計(jì)的控制要求。但是這也限制了它以后的發(fā)展，在改變噴水方式的時(shí)候很不方便，因此不利于調(diào)整。2.3噴泉控制方案分析方案1：三組噴頭交替噴水此方案使用的噴頭有三組，共12個(gè)噴頭，每組4個(gè)。三組噴頭組成一定的形狀，并在PLC的控制下交替噴水，具體情況見圖2-1。圖2-1三組噴頭示意圖噴泉共分為三組噴頭，通電后，在PLC的控制下，按1-2-3-2-1的順序噴水，然后1、2同時(shí)噴水，接著2、3同時(shí)噴水，再接著1、3同時(shí)噴水，最后1、2、3一起噴水，如此循環(huán)。方案2：四組噴頭交替噴水此方案共四組噴頭，除1號噴頭以外，其余三組每組的4個(gè)噴頭都由環(huán)形管道連接，因此，每次噴水，同一組的噴頭是一起噴的，具體情況見圖2-2。圖2-2四組噴頭示意圖此種方案有三種噴水方式可供選擇。按下啟動按鈕以后，如選擇第一種花樣，以1、3同時(shí)噴，2、4同時(shí)噴的方式噴水；如選擇第二種花樣，則按1-2-3-4的方式噴水；如選擇第三種，則按4-3-2-1的方式噴水。并且按下自動運(yùn)行按鈕以后，可以按設(shè)定的程序自動噴水。從以上2種噴水方案來看，都是很適合作為花式噴泉的噴水方式。但是，方案1中的噴水方式過于單調(diào)，只有一種方式。而方案2中一共有三種噴水方式可供選擇，按下啟動按鈕以后，再按下花樣選擇開關(guān)，噴泉?jiǎng)t按選定的方式噴水，因此噴水的方式可以隨心所欲，較之方案一顯然更好。因此本設(shè)計(jì)選擇方案二作為噴泉的控制方案。（1）按下啟動按鈕，噴泉裝置開始工作，按下停止按鈕，噴泉控制裝置停止工作。按下自動運(yùn)行按鈕，噴泉進(jìn)入自動工作狀態(tài)，（2）噴泉噴水方式由花樣選擇開關(guān)決定，現(xiàn)考慮3種噴水花樣。（3）花樣選擇開關(guān)在位置1時(shí)，按下啟動按鈕后，1、3號噴頭同時(shí)噴水，延時(shí)2秒后，2、4號噴頭噴水，1號、3號噴頭停止噴水，再延時(shí)2秒后1、3號噴頭噴水，2、4號噴頭停止噴水，如此循環(huán)，直到按下停止按鈕。（4）花樣選擇開關(guān)在位置2時(shí)，按下啟動按鈕后，1號噴頭噴水，延時(shí)2秒后，1號噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，3號噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，4號噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，3號噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，2號噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，1號噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，2號噴頭噴水，如此循環(huán)，直到按下停止按鈕。（5）花樣選擇開關(guān)在位置3時(shí)，按下啟動按鈕后，4號噴頭噴水，延時(shí)2秒后，3號噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，2號噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，1號噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，2號噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，3號噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，4號噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，3號噴頭噴水，如此循環(huán)，直到按下停止按鈕。第3章花式噴泉的硬件設(shè)計(jì)3.1硬件的選擇PLC的選擇方案（1）對輸入/輸出點(diǎn)的選擇盲目選擇點(diǎn)數(shù)多的機(jī)型會造成一定浪費(fèi)。要先弄清除控制系統(tǒng)的I/O總點(diǎn)數(shù)，再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的15～20％留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需PLC的點(diǎn)數(shù)。（2）對存儲容量的選擇對用戶存儲容量作粗略的估算。（3）對I/O響應(yīng)時(shí)間的選擇PLC的I/O響應(yīng)時(shí)間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時(shí)間延遲（一般在2～3個(gè)掃描周期）等。對開關(guān)量控制的系統(tǒng)，PLC和I/O響應(yīng)時(shí)間一般都能滿足實(shí)際工程的要求，可不必考慮I/O響應(yīng)問題。但對模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個(gè)問題。（4）對PLC結(jié)構(gòu)形式的選擇在相同功能和相同I/O點(diǎn)數(shù)據(jù)的情況下，整體式比模塊式價(jià)格低。但模塊式具有功能擴(kuò)展靈活，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優(yōu)點(diǎn)，要按實(shí)際需要選擇PLC的結(jié)構(gòu)形式。，控制能力好，性價(jià)比高。.2水泵的選擇方案水泵的種類根據(jù)不同的要求，分類比較多；大致有臥式水泵和潛水泵。但都是根據(jù)各自對水泵的揚(yáng)程、流量、使用的場合、能耗比、性價(jià)比等來選擇合適自己水泵。根據(jù)本文的要求，選擇采用潛水泵。因?yàn)闈撍檬欠胖迷谒?，因此不需要泵房，這樣可以降低造價(jià)。而且潛水泵能耗低，可以適應(yīng)噴泉的噴水要求。QY型油浸式潛水泵。QY型油浸式潛水電泵是由充油式潛水電機(jī)與離心式水泵同軸聯(lián)接組成。符合JB/T8092-1996標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，產(chǎn)品取得全國生產(chǎn)許可證，經(jīng)過三十多年來不斷的改進(jìn)和完善，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉、工礦排水、水景噴泉、水產(chǎn)養(yǎng)殖，魚塘增氧、防洪排澇等領(lǐng)域。具有泵電一體，結(jié)構(gòu)緊湊；無需引水、使用簡便；雙端密封、電器保護(hù)；設(shè)計(jì)合理、性能優(yōu)良等特點(diǎn)。水泵的使用條件是潛水深度不超過5米；水溫不超過+40℃；PH值應(yīng)在5-9之間.3噴頭的選擇方案噴泉的噴頭分為可調(diào)直流噴頭、涌泉噴頭、集束噴頭、旋轉(zhuǎn)噴頭等等，種類繁多，噴出的水型也各不相同。本設(shè)計(jì)采用的是集束噴頭，該噴頭由多個(gè)直流噴頭組合而成，直射噴頭口徑大小可確定噴頭的出水量及高度，它可以作為整個(gè)噴泉的主噴（噴泉最高點(diǎn)），也可以由多個(gè)集束噴頭組合成不同的排列。本文采用的集束噴頭是中間小，四周大的噴頭組合方案。中間的小噴頭在同樣的壓力下，噴出的水柱較之周圍的大噴頭要高，要細(xì)，可達(dá)到最佳的視覺效果，見圖3-1。圖3-1噴頭的樣式及噴水示意圖中間部分為裝飾物。左圖為噴頭的設(shè)計(jì)方案圖，每個(gè)噴頭的設(shè)計(jì)方案都是相同的，中間4個(gè)小圓形圖案為小噴頭，外部4個(gè)大圓形圖案為大噴頭；右圖為噴泉噴水方式示意圖，4個(gè)大噴頭噴出的水柱更粗更低，這樣看起來更有層次感。系統(tǒng)的控制面板圖如圖3-2所示。圖中分別是花樣選擇開關(guān)、指示燈以及啟動、停止和自動運(yùn)行開關(guān)。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，顯示運(yùn)行（綠燈）；停止運(yùn)行時(shí)顯示停止（紅燈）；出現(xiàn)故障時(shí)顯示報(bào)警（黃燈）。圖3-2花式噴泉的控制面板第4章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1花式噴泉的PLC控制流程圖花式噴泉的程序控制流程圖見圖4-1。圖4-1系統(tǒng)控制流程圖如圖，通電后，進(jìn)入工作狀態(tài)。如按下啟動按鈕，噴泉裝置進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)，若不按，則回到初始狀態(tài)。接著選擇噴水花樣，共三種噴水花樣可供選擇。如不選擇噴水花樣，系統(tǒng)則只保持通電狀態(tài)。如按下花樣選擇開關(guān)，噴泉按照設(shè)定的程序開始運(yùn)行。如果按下停止按鈕，系統(tǒng)則停止運(yùn)行，如果不按停止按鈕，系統(tǒng)則按照選擇的花樣繼續(xù)運(yùn)行下去直到按下停止按鈕。本設(shè)計(jì)選擇SM332作為PLC的I/O模塊，其I/O接口都是配對模塊，I為輸入、Q為輸出。用于連接電磁閥、接觸器、小型電機(jī)、燈和電機(jī)起動器?；ㄊ絿娙腎/O分配噴泉的I/O分配見表4-1。表4-1花式噴泉的I/O分配表輸入啟動按鈕停止按鈕花樣選擇開關(guān)1花樣選擇開關(guān)2花樣選擇開關(guān)3自動運(yùn)行按鈕I輸出花樣1報(bào)警Q1號噴頭組QQQ2號噴頭組QQQ3號噴頭組QQQ4號噴頭組QQQPLC的I/O地址分配簡介I/O模塊分為數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、模擬量輸入和模擬量輸出4類。CPU分配給數(shù)字量I/O模塊的地址以字節(jié)為單位，一個(gè)字節(jié)由8個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)組成。擴(kuò)展模塊I/O點(diǎn)的字節(jié)地址由I/O的類型和模塊在同一類I/O模塊鏈中的位置來決定。4.5軟件的選用本設(shè)計(jì)采用STEP7軟件進(jìn)行編寫系統(tǒng)程序，該軟件主要有組態(tài)硬件；組態(tài)通信連接；使用編程語言編寫用戶程序；下載和調(diào)試用戶程序、啟動、維護(hù)、文件建檔、運(yùn)行和診斷等功能。功能強(qiáng)大，很適合用來編寫噴泉的控制程序。編程軟件界面如圖4-2所示。圖4-2軟件編程界面在FC1中編寫花樣1子程序，在FC2中編寫花樣2子程序，在FC3中編寫花樣3子程序，然后在OB1中編寫主程序并調(diào)用子程序。4.6系統(tǒng)主程序系統(tǒng)的主程序見圖4-3。此時(shí)，系統(tǒng)處于停止工作狀態(tài)。圖4-3花式噴泉系統(tǒng)主程序I0.5是一個(gè)獨(dú)立的啟動按鈕，負(fù)責(zé)啟動自動運(yùn)行。當(dāng)按下I0.5的時(shí)候，系統(tǒng)按照花樣1-花樣2-花樣3的順序循環(huán)運(yùn)行。當(dāng)按下停止按鈕I0.0的時(shí)候，立即停止自動運(yùn)行，改為手動選擇花樣。4.7系統(tǒng)程序的可行性本系統(tǒng)共有三種花樣可供選擇，因此程序分為四個(gè)部分，即一個(gè)主程序，三個(gè)子程序。第一種花樣為1、3號同時(shí)得電，2、4號同時(shí)得電，因此出現(xiàn)故障的可能性較大，例如1、2號同時(shí)得電。當(dāng)出現(xiàn)此類故障的時(shí)候，的作用是報(bào)警并斷電。而且如果要改變?yōu)槠渌膰娝绞?，只需要改寫子程序，即可達(dá)到改變噴水方式的目的。本系統(tǒng)成本不高，安裝方便，因此適合于多種場所。而且噴水花樣豐富，觀賞性較強(qiáng)。第5章系統(tǒng)的仿真和調(diào)試仿真PLC具有實(shí)際PLC所沒有的功能。首先，仿真PLC可以立即暫時(shí)停止執(zhí)行用戶程序，對程序狀態(tài)不會有什么影響；其次，仿真PLC由RUN模式進(jìn)入STOP模式不會改變輸出的狀態(tài)；再次，在視圖對象中的變動立即使對應(yīng)的存儲區(qū)中的內(nèi)容發(fā)生相應(yīng)改變。實(shí)際的CPU要等到掃描結(jié)束時(shí)才會修改存儲區(qū)；第四，仿真PLC可以選擇單次掃描或者連續(xù)掃描；第五，可使定時(shí)器自動運(yùn)行或者手動運(yùn)行，可以手動復(fù)位全部定時(shí)器或復(fù)位制定的定時(shí)器；第六，仿真PLC可以對過程影像存儲器與外設(shè)存儲器的處理等。本設(shè)計(jì)采用STEP7軟件進(jìn)行系統(tǒng)的仿真，通過執(zhí)行用戶程序來檢查系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)的調(diào)試花樣一仿真圖見圖5-1和5-2。圖5-1花樣1仿真圖a當(dāng)按下啟動按鈕后，按下花樣1選擇開關(guān)時(shí)，得電，得電，當(dāng)M0.6得電的時(shí)候，Q0.2和Q0.4同時(shí)得電。按下停止按鈕時(shí),系統(tǒng)斷電。圖5-2花樣1仿真圖b當(dāng)按下啟動按鈕后，按下花樣1選擇開關(guān)時(shí)，得電，得電，當(dāng)?shù)秒姷臅r(shí)候，和同時(shí)得電。按下停止按鈕時(shí),系統(tǒng)斷電?；?仿真圖見圖5-3和圖5-4。圖5-3花樣2仿真圖a當(dāng)按下啟動按鈕后，按下花樣1選擇開關(guān)時(shí)，M得電，得電，當(dāng)M得電的時(shí)候，Q得電。按下停止按鈕時(shí),系統(tǒng)斷電。圖5-4花樣2仿真圖b當(dāng)按下啟動按鈕后，按下花樣1選擇開關(guān)時(shí)，得電，得電，當(dāng)?shù)秒姷臅r(shí)候，得電。按下停止按鈕時(shí),系統(tǒng)斷電?；?仿真圖見圖5-5和圖5-6。圖5-5花樣3仿真圖a當(dāng)按下啟動按鈕后，按下花樣1選擇開關(guān)時(shí)，得電，得電，當(dāng)?shù)秒姷臅r(shí)候，得電。按下停止按鈕時(shí),系統(tǒng)斷電。圖5-6花樣3仿真圖b當(dāng)按下啟動按鈕后，按下花樣1選擇開關(guān)時(shí)，得電，得電，當(dāng)?shù)秒姷臅r(shí)候，得電。按下停