PLC喷泉控制系统方案

维修电工 技师资格考评论文论文题目喷泉控制系统作 者：职业技能鉴定等级： 技师单位名称：单位地址：指导老师：维修电工技师资格考评论文论文题目：喷泉控制系统单位名称：作 者：2012年5月1日摘要本论文是经过对多处喷泉控制系统的观察和总结之后，对景观控 制系统总体方案进行了一个设计，在分析景观控制系统具体工作过程 的基础上，采用PLC为核心部件，设计画出了流程图；编制了具体程 序；设计了硬件电路；并且，对硬件和软件进行了调试。同时利用PLC 的定时功能，计数功能，步进功能，可灵活地编写，增减和修改程序关键词：人工喷泉；PLC控制技术；可编程控制器的运用目录1前言52喷泉控制系统总体方案的设计52.1可编程控制器的系统设计62.2喷泉控制系统的平面布置图72.3喷泉控制系统的工作流程图83喷泉控制系统的软件设计93.1喷泉控制系统的运行方式103.2喷泉控制系统的状态转换图错误!未定义书签。3.4喷泉控制系统的I/O分配表163.5喷泉控制系统的设计程序错误!未定义书签。4 喷泉控制系统的硬件设计194.1喷泉控制系统的主电路错误!未定义书签。4.2喷泉控制系统的控制电路错误!未定义书签。5 喷泉控制系统的调试错误!未定义书签。5.1喷泉控制系统的软件调试错误!未定义书签。5.2喷泉控制系统的硬件调试错误!未定义书签。5.3喷泉控制系统的软件、硬件联合调试错误!未定义书签。总结错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。1前言喷泉是人工环境中最富有生命力的喷泉，它具有分隔空间、增加 层次、净化空气、美化环境的作用。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。本次的毕业设计是一个以PLC控制为核心的喷泉控制系统 的设计。这个喷泉控制系统主要是一个人工喷泉。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。2喷泉控制系统总体方案的设计2.1可编程控制器的系统设计图2-1可编程控制器的系统设计的流程图由上面的图2-1可知：在用PLC对喷泉控制系统设计时，第一 要熟悉喷泉控制系统的特点和工作过程，并且归纳出工作循环图； 第二要制定喷泉控制系统的控制方案，对PLC进行选择，这次根据 本次毕业设计，选用的PLC是三菱FX系列的；第三是根据喷泉控制 系统的具体控制要求，列出I/O分配表，对硬件和软件进行设计；第四 是模拟调试，就是将设计好的程序键入PLC后，应仔细检查和验证，改 正程序设计语法错误，之后在实验室里进行用户程序的模拟运行和程序 调试，观察各输入量、输出量之间的变化关系与逻辑状态是否符合设计 要求，发现问题与时修改，直到满足工艺流程和状态流程图的要求；第 五是将模拟调试好的程序传送到PLC存储器中，接入PLC的实际输入接 线和负载。2.2喷泉控制系统的平面布置图根据喷泉控制系统的工艺要求,工作特点，环境等条件，选择了一个合理的计方案,喷泉系统的平面布置图见图2-2。图2-2喷水系统的平面布置图由图2 2知：这个人工喷泉的外观圆形，喷水的系统一共有四层。从到外它们分别是：第一层、第二层、第三层、第四层。控制系统采用PLC作为中心控制环节，利用PLC的定时控制，计数控制以与步进 控制来实现第一层、第二层、第三层、第四层的不同时序，不同图案 的交替变换的喷水过程。2.3喷泉控制系统的工作流程图由下面的流程图2-3可知：先按下启动按钮，旁边的两个小喷 头就开始喷水，同时第一层的喷头也开始喷水，延时3s后，第二层 的喷头开始喷水，延时3s后，第三层的喷头开始喷水，延时3s后， 第四层的喷头开始喷水，延时3s后，第一层和第二层的喷头开始喷 水，延时5s后，第三层和第四层的喷头开始喷水，延时5s后，第 一层、第二层、第三层、第四层的喷头都开始喷水，延时4s后，第一 层的喷头停喷，延时5s后，第二层的喷头停喷，延时5s后，第三层的 喷头停喷，延时5s后，由此进行一个小循环系统：第一层和第三层的 喷头开始喷水，延时8s后，第一层和第三层的喷头开始喷水,如此循 环3次。再重新开始重复上述动作，直至拨下停止按钮，结束完一个 程序，所有的喷头都停止工作。图23喷泉控制系统流程图3喷泉控制系统的软件设计3.1喷泉控制系统的运行方式喷水花样具体的设计步骤:1)按下启动按钮(x2闭合)：旁边的两个小喷泉开始喷水，如图3 1所示。右喷泉喷水左喷泉喷水图3-1控制喷水流程图2)第一层的喷头开始喷水，依次实现第一层，第二层，第三层，第四 层的喷水，间隔3s。其如图3-2所示。第一层喷水3s f第二层喷水3s 第三层喷水3：第四层喷水3s图3-2控制喷水流程图3) 第一、二层的喷头开始喷水，间隔5s后，第三、四层开始喷水，如图3 3所示。第一、二层喷水第三、四层喷水图3-3控制喷水流程图4) 四层都喷水，持续4s，如图34所示。四层都喷水图3-4控制喷水流程图5)四层逐次停喷，间隔5s，如图35所示。5s. . . .5s5s. . . .5s第一层停喷IF第二层停唉7第三层停喷T第四层停喷|图3-5控制停水流程图6) 第一、三层喷水，间隔8、，第二、四层开始喷水，循环3次， 如图3 6所示。 第一、三层喷水 幽k第二、四层喷水 耍k3次图3-6控制喷水流程图7) 当PLC的计数器达到3次后，系统自动返回，重新开始循环工作， 直至拨下停止按钮，完成一次循环，系统自动关闭。K50K50KSOKSOK3因为根据人工喷泉需要实现的功能，和运用梯形图相比较，步进指令更 合适。由上面的状态转换图可知：状态与状态之间的转换分隔，相邻的 状态具有不同的动作。当相邻两状态之间的转换条件得到满足时，就实 现转换。由图3-7：先按下启动按钮，旁边的两个小喷头就开始喷水，同时第 一层的喷头也开始喷水，延时3s后，第二层的喷头开始喷水，延时3s后， 第三层的喷头开始喷水，延时3s后，第四层的喷头开始喷水，延时3s后， 第一层和第二层的喷头开始喷水，延时5s后，第三层和第四层的喷头开 始喷水，延时5s后，第一层、第二层、第三层、第四层的喷头都开始喷 水，延时4s后，第一层的喷头停喷，延时5s后，第二层的喷头停喷，延时5s 后，第三层的喷头停喷，延时5s后，由此进行一个小循环系统：第一层和第 三层的喷头开始喷水，延时8s后，第一层和第三层的喷头开始喷水，如此 循环3次。再重新开始重复上述动作，直至拨下停止按钮，结束完一个程 序，所有的喷头都停止工作。3.4喷泉控制系统的I/O分配表喷泉控制系统的I/O分配表，见表1表1输入输出启动按钮X1第一层喷水Y000停止按钮X2第二层喷水Y001第三层喷水Y002第四层喷施Y003旁边喷泉喷水Y0043.5喷泉控制系统的设计程序0 LDM800217 STLS221 SETS018 RSTY0003 STLS019 OUTT1 K304 LDX00122 LDIT15 SETY00423 SETY0016 SETS2124 LDT18 STLS2125 SETS239 OUTTO K3027 STLS2312 LDIT028 RSTY00113 SETY00029 OUTT214 LDT032 LDIT215 SETS2233 SETY00234 LDT244 LDT335 SETS2445 SETS2537 STLS2447 STLS2538 RSTY00248 RSTY00339 OUTT3 K3049 OUTT4 K5042 LDIT352 LDIT443 SETY00353 SETY00054 SETY00182 SETS2855 LDT484 STLS2856 SETS2685 RSTY00058 STLS2686 SETY00259 RSTY00087 SETY00360 RSTY00188 OUTT7 K5061 OUTT5 K5091 LDT764 LDIT592 SETS2965 SETY00294 STLS2966 SETY00395 RSTY00167 LDT596 OUTT8 K5068 SETS2799 LDT870 STLS27100 SETS3071 RSTY002102 STLS3072 RSTY003103 RSTY00273 OUTT6 K40104 OUTT9 K5076 LDIT6107 LDT977 SETY000108 SETS3178 SETY001110 STLS3179 SETY002111 RSTY00380 SETY003112 OUTT10K5081 LDT6115 LDT10116118119122123124125127128131132133SETS32136LDT12STLS32137ANDC0OUTT11K80138SETS34OUTY000140LDT12OUTY002141ANIC0LDT11142OUTS32SETS33144RETSTLS33145STLS34OUTT12K80146RSTY004OUTY001147OUTS0OUTY003149RETOUTC0K3150END4喷泉控制系统的硬件设计4.1喷泉控制系统的主电路主电路采用交流接触器来控制各层的潜水泵，见图4-1外层喷水由一 台7.5kW潜水泵拖动；第一层至第三层用5.5kw的潜水泵，旁边的小喷 泉用3kw的潜水泵。潜水泵的技术参数见表2。表2潜水事的批孝章粼ph 成水泵额;：额定绝缘额定扬程型式电压电流等级转速枷轴流泵330V7 5AE5. 5监瑚1 Die商心泵330V11. 5AB2S007泗1XE新心泵330V15AB2800主电路的控制是采用？3去控制交流接触器的线圈；用交流接触 器线圈的得电与失电去控制交流接触器主触头的闭合和断开；从而去 控制电动机的运转与停止；用电动机来带动水泵喷水。4.2喷泉控制系统的控制电路SQL第第第旁电-LL四边源层层层层KM1KM2YO Y1 YE Y3 Y4CQM1PLCXIX2COM系统启动停止开关图4-2 PLC接口的输入、输出控制电路的接线方法如图4-2所示。输入部分：系统的启动按钮接在PLC的X1上。输出部分：Y0Y5，分别接交流接触器的线圈，用线圈的得电与 失电，去控制交流接触器触头的动作；再用交流接触器触头的闭合和 断开，去控制各个喷水泵的工作。由于学校里的实验设备和实验器材有限，所以本次的毕业设计借 用学校里的交流接触器得电失电出现的吸合现象当成喷泉的喷水和停止。5喷泉控制系统的调试5.1喷泉控制系统的软件调试在整个系统的软件调试过程中，出现了一些问题。一开始设计是 四层的接触器依次吸合，可是在运行时，所有的接触器都得电，不会 失电，觉得好奇怪，认为用了常闭的T计时，等时间一到的时候，应 该失电。仔细翻阅书本后，才得知，原来在一开始的时候用了 SET（置 位），就必须用RST （复位）才能使原来的接触器失电。还有，为了 简化程序，在有些地方能避免出现使用进栈，出栈的就尽量避开。还 有就是在循环过程控制中也出现了一个问题。第一遍执行程序时，通 过计数器C0能够循环三次；当第二遍执行程序时，只循环一次就转 换到下一个状态去了。经过我仔细地观察，发现在第二遍执行程序时， 计数器C0中的数据还是3，并没有复位。原来我忘了对计数器C0进 行复位，才造成上面这一种情况的。对计数器C0添上复位语句之后， 软件就能按照预先编制好的程序顺。5.2喷泉控制系统的硬件调试1：在接接触器线时。一定要把接触器的线头接紧，不能松动， 否则接触器不良，接触器不能正常的工作。2：在选择接触器时一定 要确定接触器的好坏不然在通电时不能与时找到错误的原因。5.3喷泉控制系统的软件、硬件联合调试把程序输入PLC后，再把做好的硬件模块接到PLC上。按下启动 按钮，发现程序执行了一段之后，不能执行了，我对软件检查了之后， 才知道：由于自己的粗心，把程序输错了。修改之后，我再次按下启 动按钮，看见在硬件电路中有几个接触器一直没得电，我去检查了之 后，才发现：是由于焊接的不牢固或在以前的焊接过程中发生了虚焊， 焊点松动了。我就再次用电烙铁把它们焊接牢固。等到焊完之后，我 又对整块硬件电路板仔细检查了一遍，看看还有没有焊的不牢靠的 点。等到检查完之后，我又重新接上电源，按下启动按钮，发现硬件 电路能够按照程序的变化而正常工作了。总结随着我国人民的生活水平的不断提高，城市建设越来越被人们所 关注。景观设计师逐渐从风景园林设计、城市规划设计、建筑设计等 行当中独立出来，成为一种新的职业。比起大刀阔斧的城市规划，景 观设计师的功力在于城市环境的精雕细啄。人工喷泉是城市景观中最典型的代表作品之一。本人此次做的人 工喷泉，是经过对多个旅游地人工喷泉的仔细观察，总结而设计出来 的。能给人的视觉系统带来一种更加美的享受。此次，本人设计的这个人工喷泉系统是运用PLC为核心来自动控 制的。PLC发展至今，其用户PLC程序开发系统已经成为PLC系统中 不可缺少的组成部分。本论文的以上几章介绍了 PLC程序开发系统的 具体研制过程与相关的系统建模技术和实现技术。整个开发过程遵循 IEC61131-3国际标准，采用面向对象方法，着重系统模型建立以与 编辑模块、编译模块的设计和实现。就论文所做的研究工作，总结如 下：(1) 研究了 PLC程序开发系统的基本流程与相关技术，讨论了 PLC 程序开发系统应满足的基本功能与软件的设计原则。(2) 完成了 PLC程序开发系统的整体框架设计，规划了本系统的 组成模块框架设计，规划了本系统的组成模块，以与各模块之间的关 系。(3) 完成了 PLC程序编译模块的设计，在实现过程中采用了合理 的编程方法和技术手段，大大提高了目标代码的执行速度并节约了很 多存空间。通过这几个月来的毕业设计，使我对可编程控制器的工作原理 有了更加深入的了解，以与它的编程方法和其在自动控制方面的应 用。尤其是在控制电路的接线方面。在外部电路的设计中对电路板的 制作更加熟练，对元气件的识别更加容易，焊接工艺水平到了一个新 的高度。在做毕业设计的同时，我还查阅了许多关于人工喷泉和PLC方面 的书籍。不仅学到了许多以前在课本上没见过的知识，而且还增加了 自己的艺术情操。这三个月的毕业设计，对于本人来说，既是一次机遇，也是一次 挑战。通过这次的毕业设计，本人学到了很多很多东西，通过自己的 实践，也增强了动手能力。通过实际工程的设计让本人了解到书本知 识和实际应用的差别。在实际应用中遇到的很多问题，都需要本人对 它们进行具体的分析，并一步一步地去解决。参考文献1 王兆义编，可编程控制器使用技术机械工业，20042 伟林等 电气控制与PLC应用人民邮电 20053 建明等电气控制与PLC应用电子工业20064 王兆明等电气控制与PLC技术清华大学20055 延灿等喷泉工程发展与其设计问题（上）华中理工大学1998致六年岁月，弹指挥间。在论文完成之际，我深深感到，经过三年的 大学学习，不仅在专业知识领域，而且在个人能力和素质方面，都较 从前有了很大的提高。六年的成长离不开师长和同学们的关爱和支持, 在这里向所有与我共同生活、学习的人们致以衷心的感！在本文的写作和制作毕业设计期间，得到了指导老师的诸多帮助 和指导。从开始制作毕业设计到顺利完成，老师给予了我各方面的指 导和关心。尽管老师工作繁忙，但是从选题到写作完稿，产品模型从 初步设计到顺利调试完成，我都经常得到她的帮助，对我在论文方向、 进度、深度上进行把握，最终顺利完成了论文。导师勤勉忘我的工作 态度和谆谆教导的师者风，严谨治学的态度，独到精辟的思维方式和 严谨扎实的理论功底，不仅使我在学习上受益匪浅，也使我深深体会 到了如何做人，如何在今后的人生道路上坚持自己的努力方向，才能 真正成为优秀的设计人才。在此，谨向老师致以衷心的感和深深的敬 意！最后，我要感远在家乡的父母，他们无私地为我提高良好的学习 条件让我得以继续学习和深造！一直以来他们给予我无限的理解、支 持和鼓励，他们的爱是我不断前行的动力。我将怀着感恩之心在今后的人生道路上发奋图强，刻苦拼搏，用美好的人生来回报他们，在此深深的祝福他们！