喷泉设计(机电传动)

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1、课课程程设设计计（论论文文）题题目目： 设设计计名名称称： 机机电电传传动动控控制制班班级级学学号号： G701010131学学生生姓姓名名： 李李修修德德指指导导教教师师： 李李 岩岩2009 年 12 月 25 日沈阳理工大学课程设计专用纸 No沈阳理工大学1课程设计任务书1设计题目：喷泉控制系统程序设计（二）2设计内容：1）喷泉控制要求为“A、B、E 同时旋转并喷水 10 秒A、D、C同时摆动并喷 15 秒B、D、E 同时旋转并喷 20 秒A、C、B 同时摆动并喷 9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）喷泉可以实现手动、单周期

2、、连续三种操作方式。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）画出端子分配图和顺序功能图2）设计并调试 PLC 控制梯形图3）设计说明书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 梯形图设计与调试 3 天3）说明书撰写 0.5 天4）答辩 0.5 天指导教师：指导教师： 专业负责人：专业负责人：主管院长：主管院长： 年年 月月 日日沈阳理工大学课程设计专用纸 No沈阳理工大学2目目 录录目 录 2前 言 31 设计题目：喷泉控制系统程序设计（二）32 控制要求33 任务分析34 方案确定（包括控制规则、操作

3、方法和设计思想 ） 45 输入输出点数的确定及 PLC 选型 46. 主电路原理图及其设计说明67. PLC 控制原理图及其设计说明78. PLC 程序设计及其设计说明88.1 主程序设计 88.2 公用程序设计 98.3 自动子程序设计108.4 手动子程序设计139. 程序调试说明（遇到的问题及解决的方法、程序的改进） 149.1 程序调试149.2 方法改进1410. 电器元件选择及其选择依据说明和计算说明15总 沈阳理工大学课程设计专用纸 No沈阳理工大学3结16前前 言言本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理、PLC控制电路的设计方法以及继电器接触器控制电路的PLC 改造

4、方法。掌握机电传动控制系统中继电器接触器控制和PLC 控制的基本原理、设计方法及两者的关系。掌握常用电器元件的选择方法。具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。喷泉控制系统程序设计原理 可分为手动,连续系统。喷泉控制系统主要用于控制各种类型的喷泉。如：音乐喷泉，景观喷泉与旱田喷泉等。可以实现喷泉的各式喷水，停止，旋转，发光等不同的景观效果或按规律改变喷水效果，更可配合音乐与灯光，让人流连忘返。主要应用于各大景点，广场，公园以及不同知名建筑前的装饰和布景，供人休闲和观赏。沈阳理工大学课程设计专用纸 No沈阳理工大学41 设计题目本课程的设计题目为喷泉控制系统 程序设计.2控制要求控制要求 起始

5、A,B,E 喷头同时旋转并喷水，10 秒后 A,D,C 喷头同时摆动并喷水 15 秒，B,D,E 喷头同时旋转并喷水 20 秒，之后 A,B,C 喷头同时旋转并喷水 9 秒，停止2 秒，其间每当喷头工作时都连带红、绿、黄、蓝四个彩灯间隔 0.1s 循环发光。之后按上述顺序循环，进行 20 次循环后自动停止，发出声光间断报警，当按停止按钮后终止报警。3任务分析任务分析本程序主要是实现喷水，灯的交替亮灭，旋转与摆动及停止的循环。需要实现 喷头的喷水，灯的交替亮灭，旋转与摆动及停止，并实现手动、单周期和连续。程序流程图见附图 1.4 4 方案确定方案确定1）喷泉 的各个喷头喷水，每个灯的交替亮灭，手

6、动、自动、单周期、连续与警告，分别用 3 个到位检测开关，6 个按钮，19 个线圈，9 个定时器、，1 个计数器、触头所控制。2）喷泉 的喷水 、灯的亮灭与旋转摆动由线圈等 控制。3）喷泉的喷水的次数由输入输出的计数器控制，喷水的时间由定时器控制。4）手动与自动的切换、单周期和连续的切换也可通过以上控制得 以实现。5 5 输入输出点数的确定及输入输出点数的确定及 PLCPLC 选型选型1）输入点数 1沈阳理工大学课程设计专用纸 No沈阳理工大学5五个喷头喷水 开关共需 5 个输入，停止按钮1 个输入启动按钮1个输入，手动自动切换需要1 个输入，手动控制需要4 个输入， 灯的交替亮灭需要4 个输

7、入 ，单周期需要1 个输入，连续需要1 个输入，声光警告需要1 个输入2）输出点数 5喷泉 的喷水、灯发光、喷泉动作、停止和循环共需 5 个输出根据输入、输出点数选用CPU226DC/DC/DC 型 PLC。6 6 主电路原理图设计及其说明主电路原理图设计及其说明6.16.1设计说明设计说明：在控制电路图中，按下正向启动按钮 SB2，KM1 线圈得电，其主触电闭合，电动机正向启动，同时串接在 KM2 线圈回路中的 KM1 的常闭触 电断开，保证在 KM1 线圈得电的前提下，KM2 线圈不可能得电，以避免电动机 短路，反之亦然，此种连接方法称为互锁。当要求电动机反转时，需先按下停 止按钮 SB1

8、，是 KM1 失电，再按反向启动按钮 SB3，是 KM2 线圈得电，其主触电 闭合，三项电源的两项对调，因而使电机反转。6.26.2主电路原理图主电路原理图：7 7 PLCPLC 控制原理图及其设计说明控制原理图及其设计说明7.1PLC7.1PLC 控制原理设计说明：控制原理设计说明：有手动、单周期、连续 3 种工作方式。手动工作方式下，用 I0.5、I0.6、I0.7、I1.3、I0.0、I0.1 这 6 个按钮分 别控制喷泉的喷水、灯的交替亮灭、摆动与旋转。在单周期工作方式下，按下启动按钮 I0.0 后，从起始步 M0.0 开始，喷泉 按规定完成一个周期的工作。在连续工作方式下，在初始状态

9、下按下启动按钮 后，喷泉从初始步开始，工作一个周期后又开始下一个工作，反复连续的工作。 按下停止按钮，马上停止工作，系统返回并停留在初始步。7.27.2PLCPLC 控制原理图控制原理图：8 8 PLCPLC 程序设计及其设计说明程序设计及其设计说明沈阳理工大学课程设计专用纸 No沈阳理工大学68.1 主程序设计主程序设计1) 主程序设计说明SM0.1 的常开触电一直闭合，公用程序是无条件执行的。在手动方式下I0.2 为 ON,执行 “手动 ”子程序。在其他工作状态下执行“自动 ”子程序。 2)主程序结构图8.2 公用程序设公用程序设计计1)公用程序设计说明公用程序用于处理各种工作方式都要执行

10、的任务，以及处理不同工作方式之间的相互切换。2)公用程序顺序控制梯形图8.3 自动子程序设计自动子程序设计1)自动子程序设计说明自动程序是用来处理单周期、连续的工作。按下启动按钮I1.1 后，程序自动运行并连续工作，按下常闭触电I0.7 后执行单周期工作，按停止按钮 I1.2，完成当前循环后再停。在装料 A、装料 B 和卸料处都有到位检测开关进行控制。2. )自动子程序顺序功能图。3. )使用启保停电路设计自动子程序顺序控制梯形图。8.4 手动子程序设计手动子程序设计1）手动子程序设计说明为了保证系统的安全，在手动程序中配料车的 左行、右行控制上设置了必要的自锁， 以防止功能相反的两个输出同时

11、为 ON；在装料 A、装料 B和卸料处直接设置相应的按钮，以利于简单控制其取料与卸料，方便快捷。沈阳理工大学课程设计专用纸 No沈阳理工大学72）手动程序梯形图9 9 程序调试说明程序调试说明9.1 程序调试程序调试程序在调试时，用小红灯的亮灭来模拟各个步骤的运行。 9.2 方法改进方法改进在调试过程中，开始程序运行的并不好，在自动运行的时候还可以，没有出 现什么大的状况，但是在单周期和手动环节运行的并不好，有的时候控制会出 现问题，1010 电器元件选择及其选择依据说明和计算电器元件选择及其选择依据说明和计算说明说明10.110.1 电器元件选择电器元件选择序号代号名称型号备注1U1PLCC

12、PU226AC/DC/继电器3SB32 03-0AA41(绿色）2SB 平行按钮3SB32 01-0AA21（红色）3KM接触器（常开开关、常闭开关）3SB32 01-2KA11二位沈阳理工大学课程设计专用纸 No沈阳理工大学84SQ光电开关（行程及极限开关）ITR-20005常用的光电开关5M电动机YZP 132M26FU1熔断器3UA52 40-2A 7FU2熔断器3UA52 40-2A 8FR热继电器3TH8010.210.2 电器元件选择依据说明和计算说明电器元件选择依据说明和计算说明1.1.电动机选型：电动机选型：根据配料小车要求可选择三相交流异步电动机：型号 YZP 132M2，

13、额定电压： 380V，最大转矩倍数 2.6，额定转速：1500 r/min。25%效率时 的额定功率： 7.0KW，额定电流： 15.4A，40%效率时的额定功率： 6.3KW，额定电流： 14.1A，60 效率时的额定功率： 5.3KW，额定电流： 12A，100%效率时的额定功率： 4.8KW，额定电流： 11A。效率 82%时 功率因数 Cos0.83.2 2. .熔熔断断器器选选型型：根据所选择的电动机的额定电压和额定电流，应选择3UA52 40-2A 型号熔断器，电动机的电流变化范围是 11A15.4A，而其整定电流范围： 1016A，满足需要，所以选此型号的熔断器。3.3.热继电器

14、选型：热继电器选型：根据所选择的电动机的额定电压和额定电流，可选择3TH80 型号的 继电器， 电动机的电流变化范围是 11A15.4A，而其约定发热电流为 16A，满 足需要，所以可选此型号的继电器。4.4.开关的选择：开关的选择：1）平行按钮：根据控制需要可选择 3SB32 03-0AA41 绿色和 3SB32 01- 0AA21红色按钮。2）接触器：根据控制需要可选择 3SB32 01-2KA11 型号的开关。3）光电开关：根据控制需要可选择 ITR-20005 型光电开关。参考文献参考文献1 陈白宁.段智敏.刘文波.机电传动控制.第二版.东北大学出版社.2008.9； 2 陈白宁. .段智敏. 机电传动控制课程设计指导书。沈阳理工大学课程设计专用纸 No沈阳理工大学9总总 结结本次课程设 计在 老师和同学耐心的帮助下，顺利的完成了本次课程设计。通过本次课程设计进一步掌握机电传动控制系统中固定程序的继电器 接触器控制和PLC 控制的基本原理、设计方法及两者的关系。常用电器元件的选择方法。具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。