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1、优选文档电气控制技术课程设计说明书自动喷泉PLC控制系统设计学院：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：职称专业：电气工程及其自动化班级：学号：完成时间：221湖南工学院电气控制技术课程设计课题任务书学院：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化指导教师学生姓名丁望望课题名称自动喷泉PLC控制系统设计一、目标设计一个基于PLC的自动喷泉控制系统。在好多休闲广场、景区或游乐场里，经常看到喷水按必然的规律喷水或变化式样，若在夜晚配上各样彩色的灯光显示，更加迷人。如图1所示为一花式喷水池，采用PLC控制是比较方便的，在花式喷水时序确定的前提下，能够经过改变时序也许改变控制开关，就可以改变控制方式，
2、达到显现各样复合状态的要求。在图1中，4为中间喷水管，3为内环状喷水管，2为一次外环形状喷水管，1为外环形状喷水管。内容及任务4321第四花式23第三花式4启动停止第二花式1第一花式选择开关单步/连续电源1. (a)花式喷水池演示表示图(b)操作控制开关面板图图1花式喷水池表示图二、任务依照控制要求，明确设计任务，拟订设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行自动喷泉的控制原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、解析问题与解决问题的能力。主要内容包括：设计该系统电气控制硬件系统；22PLC选择及I/O及其他PLC元器件分配。3选择电器元件，编制
3、元件目录表。4设计该系统PLC控制梯形图。5用计算机绘制PLC控制电路图。6进行系统调试，实现自动喷泉的控制要求。编写设计说明书。三、要求某一喷水池的控制器需满足以下要求：1控制器电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置开始工作。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”在单步地址时，喷水池只运行一次循环；在连续地址时，喷水池运行素来连续下去。3方式选择开关用来选择喷水池的喷水花式，14号喷水管的工作方式选择如下：选择开关在地址“1”时。按下启动按钮后，4号喷水，延时2s后，3号也喷水，延时2s后，2号接着喷水，再延时2s，1号喷水，这样，一起喷水1
4、5s后停下。若在连续状态时，将连续循环下去。选择开关在地址“2”时。按下启动按钮后，1号喷水，延时2s后，2号也喷水，延时2s后，3号接着喷水，再延时2s，4号喷水，这样，一起喷水30s后再停下。若在连续状态时，将连续循环下去。选择开关在地址“3”时。按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、4号喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后，14号全喷水，30s后停止。若在连续状态时，将连续循环下去。选择开关在地址“4”时。按下启动按钮后，喷水池14号喷水管的工作序次为：1234号按序次延时2s喷水，尔后一起喷水30s，1、2、3和4号分别延时2s停水，再延时1s，由4321号反向序次按2s
5、序次喷水，一起喷水30s后停止。若在连续状态时，将连续循环下去。4不论在什么工作方式下，按下停止按钮，喷水池将停止运行。3史国生.电气控制与可编程控制器技术M。北京：化学工业初版社，2012。于广庆.可编程控制器原理及系统设计M。北京：清华大学初版社，2004。吴启红.变频器、可编程控制器及触摸屏综合应用技术实操指导书（第二版）M。北京：机械工业初版社，2010。史国生，鞠勇.电气控制与可编程控制器技术实训教程M。北京：化学工业出主版社，2010。要参5于晓云，许连阁.可编程控制技术应用项目化教程M。北京：化学工业初版考资社，2011。料6廖常初.PLC编程及应用M。北京：机械工业初版社，20
6、05年。胡学林.可编程控制器应用技术M。北京：高等教育初版社，2001年。8三菱FX系列可编程序控制器编程手册M。三菱公司编，2001年。9 三菱可编程序控制器应用101例M。三菱公司编,1994年。史宜巧，孙业明，景绍学.PLC技术及应用项目教程M。北京：机械工业初版社，2009。4教研室意见教研室主任：（签字）年月日1绪论课题研究背景随着城市化进度的加速，花式喷泉能够在人们周围随处可见。比方广场，大厦，小区等。花式喷泉是人造小天气，在酷热的夏天能够起到增湿和降温的作用；也为水体充氧，有益于水体增加自净能力，起到防范水体黑臭的作用。花式喷泉运行的灵便性是议论花式喷泉利害的要点，而这与花式喷泉
7、的控制系统息息相关。花式喷泉能够依照自己的设计，设计出各样各样的花式，加上灯光，能给人有种不错的视觉享受。1985年国际电子委员会（iec）对plc的定义以下：Plc是自动控制技术，计算机技术和通讯技术于一体的一种新式工业控制装置，已跃居工业自动化三大支柱（plc、robot、cad/cam）的首位。可编程控制器，简称plc。它在集成电路、计算机技术的基础上发展起来的一种新式工业控制设备。拥有1.可靠性高、抗搅乱能力强2.设计、安装简单3.维修工作量少4.功能强、通用性好5.开发周期短、成功率高6.体积小、重量轻、功耗底等特5（ 点。拥有功能强、可靠性高、配置灵便、使用方便以及体积小、重量轻等
8、优点，已经广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为工业生产自动化的支柱产品。与继电触发器系统对照系统更加可靠;价格上能与继电接触器控制系统竞争；易于在现场改正程序；便于使用、维修、保护；能直接推动电磁阀、接触器与之相当的执行机构；能向中央执行机构。所以，进行花式喷泉的plc控制系统的设计，能够推动喷泉行业的发展，扩大plc在自动控制领域的应用，拥有必然的经济和理论研究的价值。课题设计的目的和意义随着我国经济的高速发展，微电子技术，计算机技术和自动控制技术也获取了迅速发展，交流变频调速技术已经进入个崭新的时代，其应用越来越广。而随着我国城市化进度的加速和人口大量集聚，环境越来越重要，好的环境能使
9、心身快乐，做事效率提高。其中喷泉能够湿润周围空气，减少尘埃，降低气温。喷泉的微小水珠同空气分子撞击，能产生大量的负氧离子，有益于改进社区容颜和增进居民身心健康。系统控制方案的确定采用PLC控制花式喷泉的优点（1）控制方式上看：PLC软接线，只需改变控制程序即可轻易改变逻辑或增加功能。（2）工作方式看：PLC串行工作，不受限制。3）控制速度上看：PLC经过半导体来控制，速度很快，无触点，顾而五抖动一说。4）准时、计数看：PLC时钟脉冲由晶振产生，精度高，准时范围宽，有记忆功能。5）可靠、保护看：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，现场调试和保护方便。6系统设计的基本步骤
10、在花式喷泉控制系统的设计过程中主要考虑以下几点：1）深入认识和解析花式喷泉的工艺条件和控制要求。2）确定I/O设备。依照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）依照I/O点数选择合适的PLC种类。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，依照工作要求设计出周密完满的梯形图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进行软件测试，查找错误，使系统程序更加完满。系统控制方案花式喷泉系统的控制要求以下：1、控制器电源开关
11、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决定。2、“单步连续”开关在单步地址时，喷水池只运行一次循环：在连续地址时，喷水池运行素来连续下去。3、方式选择开关用来选择喷水池的喷水花式，14号喷水管的工作方式选择如下（1）选择开关在地址“1”时。按下启动按钮后，4号喷水，延时2s后，3号也喷水，延时2s后，2号接着喷水，再延时2s，1号喷水，这样，一起喷水15s后停下。若在连续状态时，将连续循环下去。（2）选择开关在地址“2”时。按下启动按钮后，1号喷水，延时2s后，2号喷水，延时2s后，3号接着喷水，再延时2s，4号喷水，这样，一起喷水
12、30s后再停下。若在连续状态时，将连续循环下去。（3）选择开关在地址“3”时。按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、74号喷水，1、3号接着喷水：交替运行5次后，14号全喷水，30s后停止。若在连续状态时，将连续循环下去。（4）选择开关在地址“4”时。按下启动按钮后，喷水池14号水管的工作顺序为：234按序次延时2s喷水，尔后一起喷水30s，1、2、3和4号分别延时2s停水，再延时1s，由4321反向序次按2s序次喷水，一起喷水30s后停止。若在连续状态时，将连续循环下去。4、不论在什么工作方式下，按下停止按钮，喷水池将停止运行。花式喷泉池表示图如图2-1所示：花式喷泉控制系统的原
13、理图在喷泉中，经过按钮开关信号来控制PLC：由于有4层喷水，所以用了1个变频器控制4个水泵。花式喷泉控制系统的原理如图2-2所示：8系统硬件设计可编程控制器（PLC）的选择PLC归纳可编程控制器，英文称ProgammableController,简称PLC，本课题中用PLC作为它的简称。PLC是用于工业现场的电控制器。它源于继电器控制技术，但基于电子计算机。它经过运行储藏在其内存中的程序，把经输入电路的物理过程得到的输入信息，变换为所要求的输出信息，进而再经过输出电路的物理过程去实现对负载的控制。PLC有丰富的指令系统，有各样各样的I/O接口、通讯接口，有大容量的内存，有可靠的自己监控系统，所
14、以拥有以下基本的功能：1.逻辑办理功能；2.数据运算功能；3.正确准时功能；4.高速计数功能；5.中断办理（能够实现各样内部中断）功能；6.程序与数据储藏功能；7.联网通讯功能；8.自检测、自诊断功能。能够说，凡一般小型计算机能实现的功能，PLC几乎也都能够做到。的选型在PLC系统设计时，第一应确定控制方案，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照。所以，工程设计选型和估计时，应详细解析工艺过程的特点、控制要求，控制任务和范围确定所需的操作和动作，尔后依照控制要求，估计输入输出点数、所需储藏器容量、确定9PLC的功能、外面设备特点等，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）点数的估计I/O点数估计时应试虑合适的余量，平时依照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计数据。（2）储藏器容量的估计储藏器容量是可编程序控制器自己能供应的硬件储藏单元大小，程序容量是储藏器中用户应用项目
