基于plc的花样喷泉控制系统设计

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1、 中原工学院信息商务学院机电传动课程设计说明书机自 072 161基于 plc 的花样喷泉控制系统设计 机自 072 162目录第一章 引言 .31.1 课题背景及目的 .31.2 本次课程设计任务及要求 .3第二章 控制方案的选择 .4第四章 I/O 分配表 .5第五章 PLC 硬件连接图 .55.1 PLC 硬件连接图 .75.2 控制电机的接线图 .7第六章 顺序连接图 .7第七章 调试过程及说明 .10第八章 结束语 .10第九章 参考文献 .11第十章 附录 .12附录 1 控制面板设计 .12附录 2 梯形图 .12附录 3 指令表 .21第一章 引言1.1 课题背景及目的课程设计

2、在整个教学过程中，是一个非常重要的实践性教学环节，尤其在 机自 072 163掌握机电传动控制技术时，仅仅了解工作原理和控制的指令系统是远远不够的。为最大限度的满足生产工艺和机械设备的要求，就需要结合机电传动控制和应用技术的特点，进行初步的工程训练。在许多休闲广场、景区或游乐场所里,人们经常看到喷泉按一定的规律喷水,景色迷人;若在夜晚配上各种颜色的灯光显示,则更加绚丽多彩 .本次课程设计就是通过设计花样式喷泉以机电传动控制课程设计为载体的主要目的，是通过对喷泉简单的自动化控制、简单的工艺过程的调查研究，使学生明确生产工艺对电气控制提出的各项要求。根据这些要求，进行基本的原理设计、工艺设计和操作

3、设计，使学生在课程设计的全过程中，进一步明确设计任务中的各项要求，建立课程设计工作的整体概念，从工程环境、实现手段和操作方式的各个环节入手来设计控制程系统，通过不断的调试和完善软硬件设计，最终能够满足这些要求。课程设计以培养工程应用能力为主，在独立完成设计任务的同时，还要进行多方面能力的培养和提高，为毕业设计以及毕业后的工作能力打下良好的基础。1.2 本次课程设计任务及要求某广场的喷泉如图所示，4 号为中间喷头，3 号为内环状喷头，2 号为1 次外环状喷头，1 号为外环装喷头。（1） 按下启动按钮，喷泉控制装置开始工作，按下停止按钮，喷泉控制装置停止工作。 机自 072 164（2） 喷泉的工

4、作方式由花样选择开关和单步、连续开关决定。（3） 当单步、连续开关在单步控制时，喷泉只能按照花样选择开关设置得方式运行一个循环。（4） 花样选择开关用于选择喷泉得喷水花样，现考虑 4 种喷水花样。 花样选择开关在位置 1 时，按下启动按钮后，4 号喷头喷水，延迟 2s 后，3 号喷头喷水，再延迟 2s 后，2 号喷头喷水，又延迟 2s 后，1 号喷头喷水。18s 后，如果为单步工作方式，则停下来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。 花样选择开关在位置 2 时，按下启动按钮后，1 号喷头喷水，延迟 2s 后，2 号喷头喷水，再延迟 2s 后，3 号喷头喷水，又延迟 2s 后，4 号喷头喷水。3

5、0s 后，如果为单步工作方式，则停下来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。 花样选择开关在位置 3 时，按下启动按钮后，1 号、3 号喷头同时喷水，延迟 3s 后，2 号、4 号喷头同时喷水，1 号、3 号喷头停止喷水。如此交替 15s 后，4 组喷头全喷水，30s 后，如果为单步工作方式，则停下来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。 花样选择开关在位置 4 时，按下启动按钮后，按照 1-2-3-4 的顺序，依次间隔 2s 喷水，然后一起喷水。30s 后，按照 1-2-3-4 的顺序，分别延迟 2s 依次停止喷水。再经 1s 延迟时，按照 4-3-2-1 的顺序，依次间隔2s 喷水，然后一

6、起喷水。30s 后停止。如果为单步工作方式，则停下来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。第二章 控制方案的选择本次课程设计的课题是花样式喷泉，由其控制要求可知：控制过程是一个复杂，连续。灵巧的过程。在工业工程中，被选择为控制的一般是：继电器，PLC，单片机。由于绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。而且继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。单片机是一种集成电路编程复杂，结构复杂等。而PLC 可靠性高，抗干扰能力强，配套齐全，功能完善，适用性强，系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造，体积小，重量轻，能耗低且易学易用，深受工程技术人

7、员欢迎，在工业以及其他领域都得到广泛的应用。因此，本次花样喷泉的自动化控制也采用 PLC 控制。 该控制系统选用三菱公司FX 系列的PLC。它体积小,重量轻,使用寿命长,编程和维 护方便,故障率低,通过扩展模块的连接, 可以增加输入/ 输出点数.为了便于程序清晰明了，分别调用不同的四个花样，采用了子程序调用指令（CALL P） ，并通过SRET返回原始指令。不同花样的选择采用手动选择开关，内部通过时间继电器和辅助继电器实现自动化控制来完成各花样内的循环动作。 机自 072 165第四章 I/O 分配表由控制要求分析可知，分配表中输入7个，输出4个，则其I/O分配表如下表所示输入 输出地址 元件

8、 功能 地址 元件 功能X0 SB1 启动开关 Y0 KM1 喷头 1X1 SA2 花样开关位置 1 Y1 KM2 喷头 2X2 SA3 花样开关位置 2 Y2 KM3 喷头 3X3 SA4 花样开关位置 3 Y3 KM4 喷头 4X4 SA5 花样开关位置 4 X5 SB6 停止 X6 SB7 单步 /连续第五章 PLC 硬件连接图 5.1 PLC 硬件连接图课程设计的要求，采用三菱 FX2N 系列，其硬件连接图如下图所示： 机自 072 166图一 PLC 硬件连接图 机自 072 1675.2 控制电机的接线图图二控制电机接线图 第六章 顺序连接图 由于有 4 中花样，所以应该分布考虑，按照花样的要求，编辑四种花样顺序图， ，顺序图如下图所示：图三花样 1 顺序图 机自 072 168图四花样 2 的顺序图 机自 072 169图五花样 3 的顺序图 机自 072 1610图六花样 4 的顺序图 第七章 调试过程及说明考虑到花样喷泉的花样复杂，选择了子程序控制，这样简单，明了。但还是遇到许多的问题，比如在输入程序时的不小心，或者出现程序错误.，由于是四种花样工作，设计了自锁，同时，没必要的自锁导致核程序的复杂，在自己设计程序的时候没有输入复位指令，导致程序不能调用现象。经过自己的认真检查，调试过程顺利进行。