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1、电气与电子信息工程学院?PLC综合设计?设计报告名 称： 喷泉控制 专业名称： 自动化 班 级： 自动化20211班 学号： 2021402301 姓 名： 指导教师： 高海洲、胡学芝 设计时间： 2021年12月16日2021年12月27日 设计地点： K3-218 PLC实验室 课程设计任务书20212021 学年第1学期学生姓名： 张军 专业班级： 自动化20211班 指导教师： 胡学芝、高海洲 工作部门： 电气与电子信息工程学院一、课程设计题目 PLC综合设计 课题1 ：.电动机的顺序控制课题2 ：竟猜抢答系统的设计课题3 ：交通灯控制课题4 ：电梯控制课题5 ：喷泉控制二、课程设计内
2、容含技术指标 1、用PLC实现三台以上电动机顺序控制，要求模拟实际的工况，有必要的连锁和互锁保护，电机间的逻辑联系应具有一定的复杂程度，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。2、用PLC实验装置设计竟猜抢答系统，要求不少于5组，有必要的组号显示、记时显示和模拟记分系统，有优先抢答功能，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。3、用PLC实现十字路口或丁字路口的交通信号灯控制，要求与实际交通灯工作情况根本相符，并能够通过外部设备对时间进行设定，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。4、用PLC实现电梯控制，要求与实际根本相符，电梯层数不少于4层，画出主电路和接线图，接好线，编程并
3、进行调试。5、用PLC实现喷泉控制，要求把戏不少于5种，能自动循环、单循环、和手动控制，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。6、同组同学要求不能完全重复，必须有自己的亮点，对思路新颖的、和用到更多功能指令的有加分。7、所有小组均应在开题的过程中，由指导老师对与相关的具体的设计控制要求进行审核。三、设计进度安排序 号内 容学时安排天1选题、讲解设计要求、查资料； 12方案论证、说题及硬件选型和设计23软件设计24程序及系统调试35绘制图纸、撰写和打印设计报告16设计辩论1合 计10设计指导辩论地点：K3PLC实验室四、根本要求设计报告：不少于5000字，幅面，统一复印封面。 封面、课程设
4、计任务书 目录1方案选择，方案论证综述、任务详解及设计思路，PLC选型等2系统硬件设计系统功能及原理、系统组成框图、器件选择、电路原理图、I/O分配及接线3系统软件设计各软件模块的功能，梯形图及说明 4系统调试调试步骤、方法及调试过程中的问题及如何解决等5结果分析及展望最后的结果成功点和缺乏之处、总结及改良等 附录-参考文献五、课程设计考核方法与成绩评定根据过程、报告、辩论等确定设计成绩，成绩按得分0100分，可分为优、良、中、及格、不及格五等。评定工程根本内涵分值设计考勤考勤、自行设计、按进度完成任务等情况10设计调试软硬件调试过程及完成情况30设计辩论答复下列问题等情况20设计报告完成情况
5、、报告标准性、创新性、雷同率等情况4090100分：优；8089分：良；7079分：中；6069分，及格；60分以下：不及格六、课程设计参考资料1李仁主编，电气控制，北京：机械工业出版社，20002陈立定等主编，电气控制与可编程控制器，广州：华南理工大学出版社，20013王仁祥主编，常用低压电器原理及其控制技术，北京：机械工业出版社，20024郑萍主编，现代电气控制技术，重庆：重庆大学出版社，20015 佟为明等编，低压电器继电器及其控制系统，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20006 王海，李洪奎，刘晓。基于PLC的多轴控制研究J。机械工程学报,2021, 6(4):470-472.7 杨东,
6、黄永红,张新华,吉敬华.用PLC根本指令实现自动运动定位控制的 研究J. 微计算机信息,2021,26(2-1):62-64。 8 秦琴，王忠庆.。利用PLC的高速计数功能实现轴的精确定位控制.。电气技术。2021(3)。9 陈婵娟,薛恺.基于PLC的步进电动机单双轴运动控制的实现.机械设计与制造.2021(3)。10 杨涛,王启江等。基于PLC绕线机控制系统设计J。组合机床与自动化加工技术，2005(8)：58-59。目 录 方案选择及论证4系统硬件设计5 系统软件设计7系统调试7 结果分析及展望7附录-参考文献方案选择，方案论证 一、花式喷泉的综述喷泉是一种将水经过一定压力通过喷头洒出来具
7、有一定形状的组合体，呈现出各种各样的组合供欣赏，提供水压的一般为水泵。现代城市中的喷泉形式已十分丰富。随着构筑物的大小及水压等的变化，喷泉或高或低、或珠或雾，精彩纷呈。可分为以下许多种：包括音乐喷泉等，但在实验室只能用烟花模块仿真喷泉，所以只能通过控制灯亮的形状来仿真喷泉的喷水方式。1.1采用PLC控制花式喷泉的优点 1控制方式上看：PLC软接线，只需改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加功能。 2工作方式看：PLC串行工作，不受制约。3控制速度上看：PLC通过半导体来控制，速度很快，无触点，顾而无抖动一说。4定时、计数看：PLC时钟脉冲由晶振产生，精度高，定时范围宽，有记忆功能。5可靠、维护看：
8、PLC无触点，寿命长，且有自我诊断功能，对程序执行的监控功能，现场调试和维护方便。二、系统设计的根本步骤在花式喷泉控制系统的设计过程中主要考虑以下几点：1深入了解和分析花式喷泉的工艺条件和控制要求。2确定I/O设备。根据花式喷泉控制系统的功能要求，确定系统所需的输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关等，常用的输出设备有指示灯等。3根据I/O点数选择适宜的PLC类型。4分配I/O点，分配PLC的输入输出点，编制出输入输出分配表或输入输出端子 的接线图。5设计花式喷泉系统的梯形图程序，根据工作要求设计出周密完整的梯形图6程序，这是整个花式喷泉系统设计的核心工作。7将程序输入PLC进行软件测
9、试，查找错误，使系统程序更加完善。 三、系统控制方案及设计思路花式喷泉系统的控制要求如下：（1） 由于输出有限有21个灯，只有16个输出，不得不将有些灯连在一起输出。为了好变形状，我将第二圈和第三圈对应的连在一起了，如L1和L3，L2和L4，L5和L9等。（2） 设计了四种把戏可供选择。按下启动按钮，喷泉即开始工作，按下停止按钮，那么停止喷水。可实现自动循环，手动循环，手动，加速，变速，选择把戏等功能。3该花式喷泉有四种喷水把戏可供选择：把戏一：4、3、2、1间隔0.2依次喷水，一起工作0.8秒且循环五次后，如果为单循环工作方式，那么继续循环下去。如果为自动循环工作方式，那么进入想一个把戏。把
10、戏二：此把戏为火轮形状的转动，而且还可以通过拨码开关进行调速。转8圈后结束。如果为单循环工作方式，那么继续循环下去。如果为自动循环工作方式，那么进入想一个把戏。把戏三：4、3、2、1间隔0.2依次向外喷水，一起工作0.8秒后全部都凉了，然后又从外圈相内圈熄灭。如此循环五次后，如果为单循环工作方式，那么继续循环下去。如果为自动循环工作方式，那么进入想一个把戏。把戏四：相邻的两条灯构成X型，然后围绕中心点转动。速度由慢变快，然后又有快变慢，循环次数可以设定。把戏五：把戏五是手动输入，通过拨码开关来实现灯的亮法。花式喷泉池示意图如图2-1所示：四、PLC的选型 在PLC系统设计时，首先应确定控制方案
11、，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。1输入输出I/O点数的估算I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。2存储器容量的估算存储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工程使用的存储单元的大小，因此
12、程序容量小于存储器容量。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代替。3控制功能的选择该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。根据本课题所设计控制的需求，主要介绍一下几种功能的选择。1.控制功能PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的控制功能，提高PLC的处理速度和节省存储器容量。2.编程功能离线编程方式：PLC和编程器公用一个CPU，编程器在编程
13、模式时，CPU只为编程器提供效劳，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式降低系统本钱，但使用和调试不方便。在离线编程方式：CU和编程器有各自的CPU，主机CPU负载现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。五种标准化编程语言：顺序功能SFC、梯形图LD、功能模式图块(FBD)三种图形化语言和语句表il、结构体文ST两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准IEC113123，同时，还应该支持多种语言编程方式，如C,Basic等，以满足特殊
14、控制场合的控制要求。3.诊断功能PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断，通过软件对PLC的CPU与外币输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。PLC的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影响平均维修时间。 4机型的选择 通过对输入/输出点的选择、对存储量的选择？对I/O响应时间的选择输出负载的特点选型的分许。 该控制系统选用三菱公司FXON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，通过扩展模块的链接，可以增加输入/输出点数。我设计的花式喷泉模型共有7个输入，15个输出，因此，选用型
