花式喷水池装置plc控制设计

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1、长沙师范学校（专科）电子信息工程 系 计算机实施软件控制方向 专业 2010 级毕业论文（设计）毕业论文（设计）题目题目: : 花式喷水池装置花式喷水池装置 PLCPLC 控制设计控制设计姓名姓名 李李 双双 学号学号 2010541330316指导教师（签名）指导教师（签名） 2012 年 11 月 07 日长沙师范学校（专科）毕业论文（设计)诚信承诺书本人郑重承诺：我所撰写（完成）的论文（设计） 花式喷水池装置 PLC 控制设计是在老师的指导下自主完成，没有剽窃或抄袭他人的论文或成果。如有剽窃、抄袭，本人愿意为由此引起的后果承担相应责任。毕业论文（设计）的研究成果归属学校所有。学生(签名)

2、年 月 日长沙师范学校（专科）毕业论文（设计）评审登记表长沙师范学校（专科）毕业论文（设计）评审登记表评价评价基元基元评价要素评价要素评价内涵评价内涵满分满分实评分实评分目的明确、符合要求符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到毕业论文（设计）综合训练的目的。6理论意义或实际价值符合本学科的理论发展，有一定的学术意义；对经济建设和社会发展的应用性研究中的某个理论或方法问题进行研究，具有一定的实践价值。7选题质量20选题恰当选题范围恰当，难易适中；有一定的科学性。7检阅中外文献资料能力能独立检阅中外相关文献资料，归纳总结本论文所涉及的有关研究状况及成果。5综合运用知识能力能运用

3、所学专业知识阐述问题；能对查阅的资料进行分析、整理和运用；能对其科学论点进行例证。5写作计划或提纲的撰写能力进度恰当，思路清晰，合理可行5研究方法和手段的运用能力能运用本学科常规研究方法及相关研究手段（如计算机、实验仪器设备等）进行实验、实践并加工处理、整合信息。5写作态度与能力水平25写作态度写作态度认真、端正、虚心、严谨。5文题相符较好地完成论文选题的要求。5写作水平视角新颖；主题突出；论点鲜明；论据充分；论证有力；结构完整；条理清晰；语言流畅。40写作规范符合科学论文的基本要求。用语、格式、图表、数据、量和单位，各种资料引用的规范化（符合标准）。5论文质量55论文篇幅文科 4000 字左

4、右，理科 3500 字左右。5指导教师评定成绩：实评总分 成绩等级指导教师（签名）：说明：评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分 90 分（含 90分）以上记为优秀,80 分（含 80 分）以上为良好，70 分（含 70 分）以上记为中等，60 分（含 60 分）以上记为及格，60 分以下记为不及格。长沙师范学校（专科）毕业论文（设计）评审登记表长沙师范学校（专科）毕业论文（设计）评审登记表指导教师评审意见评语：评定等级：指导教师（签名）：论文指导小组意见评语：评定等级：负责人（签名）：学校抽查意见评语：评定等级：负责人（签名）：长沙师范学校（专科）毕业论文（设计）内容摘

5、要长沙师范学校（专科）毕业论文（设计）内容摘要论文题目花式喷水池装置 PLC 控制设计作者姓名李 双所属专业、级别电子信息工程系10 级计算机实施软件控制方向 指导教师 姓名张克新字数6,333定稿日期2012 年 11 月 7 日内 容 摘 要花式喷水池是近年来出现的一种园林建筑与花式观赏相结合的一种 产物。随着可编程控制器在我国的迅速发展，对花式喷泉的控制要求也 越来越高，使得越来越多的控制部分需要可编程控制器来实现。使用 PLC 控制花式喷泉，具有使用方便，运行可靠，控制程序设计 简单等优点。采用了三菱 FX2N 系列可编程序控制器作为喷泉的控制器。 对花式喷水池的控制系统的总体功能进行

6、了分析，阐述了可编程控制器 的组成和工作原理。并提出了喷水池硬件的各组成模块及详细的硬件模 块设计方案。本设计改善了喷泉系统的控制品质，并达到了实时控制的 要求。关键词花式喷泉、PLC、三菱 FX2N目目 录录摘摘 要要 1 1第第 1 1 章章 绪绪 论论 2 2 第第 2 2 章章 课程设计的目的、意义及其背景课程设计的目的、意义及其背景 3 3 2.1 课程设计的目的及意义.3 2.2 课题背景.3 第第 3 3 章章 花式喷水池装置花式喷水池装置 PLCPLC 控制设计控制设计 4 4 3.1 花式喷水池总体设计.4 3.2 花式喷水池控制设计要求.5 第第 4 4 章章 花式喷水池装

7、置的硬件设计花式喷水池装置的硬件设计 7 7 4.1 PLC 的选择7 411 PLC 简介 .7 4.1.2 PLC 的选型7 42 变频器的选择8 421 变频器简介 .8 422 变频器的选型 .8 43 花式喷泉控制原理9 44 PLC I/0 地址分配 9 45 PLC 硬件接口图 .10 46 I/0 接口接线图分配.10 第第 5 5 章章 花式喷水池装置的软件设计花式喷水池装置的软件设计 1111 5.1 系统程序设计流程图 11 52 系统状态转移图.12 第第 6 6 章仿真、测试及结果章仿真、测试及结果 1313 6.1 花式喷泉的人机界面组态13 6.1.1 花式喷泉人

8、机界面的创建13 6.2 组态王系统单元选择 .13 6.3 花式喷泉调试结果14 设计总结设计总结 1616 致谢致谢 1717 参考文献参考文献 1818 附录附录 1 1：程序梯形图：程序梯形图1919 附件附件 2 2：程序指令表：程序指令表22221摘摘 要要花式喷水池是近年来出现的一种园林建筑与花式观赏相结合的一种产物。 随着可编程控制器在我国的迅速发展，对花式喷泉的控制要求也越来越高，使 得越来越多的控制部分需要可编程控制器来实现。 使用 PLC 控制花式喷泉，具有使用方便，运行可靠，控制程序设计简单等 优点。采用了三菱 FX2N 系列可编程序控制器作为喷泉的控制器。对花式喷水池

9、 的控制系统的总体功能进行了分析，阐述了可编程控制器的组成和工作原理。 并提出了喷水池硬件的各组成模块及详细的硬件模块设计方案。本设计改善了 喷泉系统的控制品质，并达到了实时控制的要求。关键字：关键字：花式喷泉、PLC、三菱 FX2N2第一章 绪 论喷泉是一种将水或其他液体经过一定压力通过喷头喷洒出来具有特定形状 的组合体，提供水压的一般为水泵。喷泉景观概括来说可以分为两大类：一是 因地制宜，根据现场地形结构，仿照天然水景制作而成，如：壁泉、涌泉、雾 泉、管流、溪流、瀑布、水帘、跌水、水涛、漩涡等。二是完全依靠喷泉设备 人工造景。这类水景近年来在建筑领域广泛应用，发展速度很快，种类繁多， 有音

10、乐喷泉、程控喷泉、摆动喷泉、跑动喷泉、光亮喷泉、游乐喷泉、超高喷 泉、激光水幕电影 等。 喷泉原是一种自然景观，是承压水的地面露头。园林中的喷泉，一般是为 了造景的需要，人工建造的具有装饰性的喷水装置。喷泉可以湿润周围空气， 减少尘埃，降低气温。喷泉的细小水珠同空气分子撞击，能产生大量的负氧离 子。因此，喷泉有益于改善城市面貌和增进居民身心健康。3第 2 章 课程设计的目的、意义及其背景2.12.1 课程设计的目的及意义课程设计的目的及意义随着微电子技术的发展，可编程序控制器（简称 PC 或 PLC）以微处理器为 核心，适用于开关量、模拟量和数字量的控制，它已进入过程控制和位置控制 等领域，成

11、为一种多功能、高可靠性、应用场合最多的工业控制微型计算机。我们这次机电传动控制课程设计的主要目的，是通过对某个简单的自动化 生产设备、某条简单的自动化生产线、某些简单的工艺过程的调查研究，使我 们大家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、工艺设计和操作设计，使我们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。这次课程设计不仅培养了我们的工程应用能力，独立完成工作的能力外， 还培养了我们文献信息检索的能力

12、和对所学知识的综合运用的能力，并为我们 的毕业设计以及毕业后的工作能力打下良好的基础。2.22.2 课题背景课题背景在许多休闲广场、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;传统的喷泉控制采用单片机控制原理，通过可控硅作为功率开关元件， 完成对潜水泵间歇工作的控制，可实现各种花样的喷水，但是这种控制系统在 实践中存在以下缺点：由于可控硅承受过电压、过电流的能力差，因而不能长 时间运行；需要配置较多的保护电路；程序的增减、修改和运行监视不灵活； 抗干扰能力差；功率因数较低等。为有效解决上述问题，确保控制系统的正常 运行，我们就可以采用 PLC 控制。PLC 具有体积小、功能

13、强、可靠性高,且具有 较大的灵活性和可扩展性的特点,通过改变喷泉的控制程序或改变方式选择开关,就 可以改变花式喷泉的喷水规律,从而变换出各式花样,以适应不同季节、不同场 合的喷水要求。4第第 3 3 章章 花式喷水池装置花式喷水池装置 PLCPLC 控制设计控制设计3.13.1 花式喷水池总体设计花式喷水池总体设计（1） 花式喷水池示意图花式喷水池示意图图 a 中 4 为中间喷水管，3 为内环状喷水管，2 为中环形状喷水管，1 为外 环形状喷水管。图 b 中的选择开关可有 4 种选择，可分别用 4 个开关模拟实现； 单步/连续开关为“1”= 单步， “0”= 连续，其他为单一功能开关。 (2)

14、花样模式控制设计效果图花样模式控制设计效果图 花式喷泉的图案设计方案，该设计的花式喷泉呈雪花图案, 其造型如图1所 示, 图中1为星状喷水管, 2、3为内环形状的喷水管, 4、5为外环形状的喷水管。 所有喷头的下方都并联了对应色彩的彩灯, 每一圈为一色。从内到外, 第1圈为 粉红色, 第2圈为绿色, 第3圈为黄色, 第4圈为紫色, 第5圈为蓝色。该花式喷 泉有4种喷水花样可供选择。5（3 3）花式喷泉开关控制方法）花式喷泉开关控制方法 1、花样选择开关一置位时, 按下启动按钮后, 按图2时序工作, 40 s为一 个循环周期, 如果为单步工作方式, 则停止; 如果为连续工作方式, 则继续循 环周

15、期。 2、花样选择开关二置位时, 按图3时序工作, 42 s为一个循环周期。 3、花样选择开关三置位时, 按图4时序工作, 66 s为一个循环周期。 4、花样选择开关四置位时, 按图5时序工作, 116 s为一个循环周期。图 1-1 花样 1 所示 图 1-2 花样 2 所示图 1-3 花样所示 图 1-4 花样 4 所示3.23.2 花式喷泉控制设计要求花式喷泉控制设计要求 1、水池控制电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置即开始工作。按下 停止按钮，则停止喷水。工作方式由“选择开关”和“单步/连续”开关来决定。2、 “单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一个循环；在连续位置 时，喷水

16、池反复循环运行。 3、方式选择开关用以选择喷水池的喷水花样，14 号喷水管的工作方式 选择如下： a）选择开关在位置“1”按下启动按钮后，4 号喷水，延时 2s，3 号 喷水，再延时 2s，2 号喷水，再延时 2s，1 号喷水，接着一起喷水 15s 为一个6循环。 b) 选择开关在位置“2”按下启动按钮后，1 号喷水，延时 2s，2 号喷水，再延时 2s，3 号喷水，再延时 2s，4 号喷水，接着一起喷水 30s 为一 个循环。 c) 选择开关在位置“3”按下启动按钮后，1、3 号同时喷水，延时 3s 后，2、4 号同时喷水，1、3 号停止喷；交替运行 5 次后，再 14 号全部喷 水 30s 为一个循环。 d) 选