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1、一 寸 光 阴 不 可 轻机床电气控制与PLC实训报告题目： 喷泉控制系统程序设计（三）组 号： 第九组班 级 学 号： 1202022037学 生 姓 名： 丁振东指 导 教 师： 张慧玲 成 绩： 沈阳工学院目录课程设计的任务2 1.设计题目2 2.设计内容2 3 . 设 计 要 求 2 4 . 进 度 安 排 2摘要3一、总体设计4 1.PLC的选型4 2.PLC端子分配5二、PLC程序的设计8 1.设计思想8 2.LPC顺序功能图设计8 3.PLC梯形图设计10 4.PLC指令表14三、总结16四、参考文献17课程设计的任务1设计题目：喷泉控制系统程序设计（三）2设计内容： 1）喷泉控
2、制要求为“A、B、D同时旋转并喷水12秒B、D、C同时摆动并喷14秒A、D、E同时旋转并喷10秒A、C、D同时摆动并喷7秒-2秒后再循环” 2）每个喷头工作时，都连带红、绿、黄、蓝四个彩灯间隔0.1s循环发光。3）喷泉可以实现连续操作方式。4）当选择连续时，要求循环20次后终止循环，发出声光间断报警，按停止按钮终止报警。3设计要求：1）设计端子分配图和顺序功能图2）设计并调试PLC控制梯形图3）撰写实训报告4进度安排：1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案 1天2）PLC控制设计与调试 2.5天3）实训报告撰写 1天4）答辩 0.5天摘要 喷泉是人工环境中最富有生命力的喷泉,它具有分隔空间、
3、增加层次、净化空气美化环境的作用, 具有美化环境的功能，常常博得观赏者的喜爱。喷泉水景首次在我国兴建是18世纪中期，北京圆明园(又名长春园)中的“西洋楼”建筑提升到高处的蓄水池里，然后通过管道供给喷泉。近代，国内外随着城市和工业的发展，改善城市环境，兴建自然景观日益增多。因而水景的艺术形式和规模都有很大发展。 现代高科技把美妙的音乐、多姿的喷泉造型、五彩缤纷的水下灯光、神奇的激光图文，通过电脑有机的结合在一起，给人以音乐声响、视觉形象、色彩变换三位一体的超自然享受。随着我国人民物质生活水平的不断提高，对于精神生活的要求也在不断提高，为进一步改造环境景观，建设一个喷泉是很有必要的。随着科学技术的
4、不断发展和生活水平的不断提高，尤其是喷泉在城市和社区环境建设中起着尤其重要的作用。当今喷泉工程和高新技术的结合正是历史发展的必然趋势，由于喷泉工程中采用了大量的高新技术，从而使喷泉效果更加绚丽多彩，婀娜多姿，令人赏心悦目、流连忘返。 本设计以西门子S7-200系列的PLC为核心控制系统，设计了一个能变换四种式样的喷泉，花样喷泉在PLC的控制之下，喷出各种各样的水柱，给人以一种视觉上美的享受。本次喷泉设计用SFC方法编程，可以使设计思路清晰，编程简便，若需要改变喷水花样和喷水时间，设计方案不必作很大调整，只要把控制程序作相应的修改，不必该变硬件接线图或只需微小改动即可，方便简单。一、 总体设计1
5、. PLC的选型 1.1 PLC选型依据1.选用规模合适的PLCPLC规模的大小是用输入输出（I/O）点数来衡量的，也就是选择合适I/O点数的PLC。因此在选用PLC时，首先应对与PLC相连的全部输入，输出装置进行统计，并区分输出的性质及所需电压，电流的大小和种类。确定全部的I/O点数，再加上10%15%的备用量，用来输出的扩展。这样就可以计算出系统需要的总I/O点数，作为输入输出点数估算数据。本次喷泉系统设计共有输入输出点51个，全部为开关量，其中输入点13个，输出点39个。2.确定内存容量的大小小 内存器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的
6、存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。一般用户程序区的内存容量与开关量I/O点数以及用户程序的编写质量等有关。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。估算时，可用经验公式：总存储字数开关量I/O点数*（150200）计算后还可以考虑10%25%的存储余量。由于科技的飞速发展PLC的内存的大小足够我们设计的喷泉使用，所以可以不考虑在内。3.控制功能的选择 简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功
7、能有代数运算、数据传送等；大型PLC中还有模拟量的PID运算和其他高级运算功能。4.机型的选择(1)PLC的类型 PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。(2)输入输出模块的选择 输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号电
8、平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；5.经济性的考虑 选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。输入输出点数对价格有直接影响，所以应该选择合适点数的PLC。1.2 PLC类型的选型根据上述条件我们将选择西门子 S7-200 系列PLC。其主要特点是：指令丰富、内置集成功能、模块扩展功能；具有实时通讯特性；可靠性高适应性强、性价比高等特点。西门子 S7-200 是模块化PLC
9、，它是由CPU模块、扩展弄、模块和总线连接电缆构成。（1）CPU模块CPU模块包括CPU、电源、和I/O点3部分。该模块本身自带一定I/O点，由于需要的输出点比较多，所以还需要扩展模块进行I/O点扩展。（2）扩展模块由于CPU模块本身的I/O点有限，所以需要用到I/O点扩展模块。我们选用EM222型扩展模块。2. PLC端子分配输入输出I0.0启动Q0.0A喷头Q2.5C绿灯I0.1停止Q0.1A旋转Q2.6C黄灯I0.2单周期Q0.2A左摆Q2.7C蓝灯I0.3连续Q0.3A右摆Q3.0D喷头I0.4A左限位Q0.4A红灯Q3.1D旋转I0.5A右限位Q0.5A绿灯Q3.2D左摆I0.6B左
10、限位Q0.6A黄灯Q3.3D右摆I0.7B右限位Q0.7A蓝灯Q3.4D红灯I1.0C左限位Q1.0B喷头Q3.5D绿灯I1.1C右限位Q1.1B旋转Q3.6D黄灯I1.2D左限位Q1.2B左摆Q3.7D蓝灯输入输出I1.3D右限位Q1.3B右摆Q4.0E喷头Q1.4B红灯Q4.1E旋转Q1.5B绿灯Q4.4E红灯Q1.6B黄灯Q4.5E绿灯Q1.7B蓝灯Q4.6E黄灯Q2.0C喷头Q4.7E蓝灯Q2.2C左摆Q5.0声报警Q2.3C右摆Q5.1光报警Q2.4C红灯PLC端子接线图：二、PLC程序的设计1. 设计思想根据课题要求的喷泉喷水花样，采用步进控制的方式，无疑是最佳的方案，同时也决定了
11、程序的设计方向。步进控制设计，是根据系统的功能，以每一步为核心，以步与步之间的转换条件为触发信号，以各步对应的动作功能为驱动，从首步开始一步一步地设计梯形图，直到完成整个程序为止的设计方法。这种设计方法是一步一步地进行设计，所以不容易出错，还可以提高设计效率。那么首先就应该根据课题画出顺序功能图。这样一来每一步的条件和动作就可以确定了。为了增加程序的易读性和方便软件和外部硬件的拓展，我把程序大致分为3部分：第一部分是控制整个程序的顺序控制程序段。是用来完成四种喷水花样的顺序变化和单周期、连续的控制。第二部分是用来控制彩灯循环闪烁与0.1s间隔的灯光循环闪烁程序段。第三部分是集中输出程序段。分别
12、对A、B、C、D、E五个喷头和对应的彩灯进行集中输出控制。这种设计方法不仅调理清晰，也大大的增加了易读性和拓展性。只要简单的改动就可以达成不同喷水方案。2. PLC顺序功能图设计3. PLC梯形图设计(1) 顺序控制程序段(2) 灯光闪烁程序段(3)集中输出程序段4. PLC指令表LD I0.0A I0.3O M1.0AN I0.1= M0.1LD T41AN C1AN M1.0LD T41A I0.2OLDLD M0.6A I0.1O SM0.1O M0.1OLDAN M0.1= M0.0LD M1.0O I0.2A M0.0A I0.0LD T41A M1.0AN C1O M0.1OLDAN M0.2= M0.1TON T37,120LD T37O M0.2AN M0.3= M0.2TON T38,140LD T 38O M0.3AN M0.4= M0.3TON T39,100 LD T39O M0.4AN M0.5= M0.4TON T40,70LD T40O M0.5AN M0.0AN M0.1AN M0.6= M0.5TON T41,20LD
