基于plc的花样喷泉控制系统设计.doc

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中原工学院信息商务学院机电传动课程设计说明书基于plc的花样喷泉控制系统设计 27 机自072 16 目录第一章引言 3 1.1课题背景及目的 3 1.2本次课程设计任务及要求 3 第二章控制方案的选择 4 第四章 I/O分配表 5 第五章 PLC硬件连接图 5 5.1 PLC硬件连接图 7 5.2控制电机的接线图 7 第六章顺序连接图 7 第七章调试过程及说明 10 第八章结束语 10 第九章参考文献 11 第十章附录 12 附录1 控制面板设计 12 附录2 梯形图 12 附录3 指令表 21 第一章引言 1.1课题背景及目的课程设计在整个教学过程中，是一个非常重要的实践性教学环节，尤其在掌握机电传动控制技术时，仅仅了解工作原理和控制的指令系统是远远不够的。为最大限度的满足生产工艺和机械设备的要求，就需要结合机电传动控制和应用技术的特点，进行初步的工程训练。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;若在夜晚配上各种颜色的灯光显示,则更加绚丽多彩.本次课程设计就是通过设计花样式喷泉以机电传动控制课程设计为载体的主要目的，是通过对喷泉简单的自动化控制、简单的工艺过程的调查研究，使学生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，使学生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。课程设计以培养工程应用能力为主，在独立完成设计任务的同时，还要进行多方面能力的培养和提高，为毕业设计以及毕业后的工作能力打下良好的基础。 1.2本次课程设计任务及要求某广场的喷泉如图所示，4号为中间喷头，3号为内环状喷头，2号为1次外环状喷头，1号为外环装喷头。（1）按下启动按钮，喷泉控制装置开始工作，按下停止按钮，喷泉控制装置停止工作。（2）喷泉的工作方式由花样选择开关和单步、连续开关决定。（3）当单步、连续开关在单步控制时，喷泉只能按照花样选择开关设置得方式运行一个循环。（4）花样选择开关用于选择喷泉得喷水花样，现考虑4种喷水花样。 ① 花样选择开关在位置1时，按下启动按钮后，4号喷头喷水，延迟2s后，3号喷头喷水，再延迟2s后，2号喷头喷水，又延迟2s后，1号喷头喷水。18s后，如果为单步工作方式，则停下来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。 ② 花样选择开关在位置2时，按下启动按钮后，1号喷头喷水，延迟2s后，2号喷头喷水，再延迟2s后，3号喷头喷水，又延迟2s后，4号喷头喷水。30s后，如果为单步工作方式，则停下来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。 ③ 花样选择开关在位置3时，按下启动按钮后，1号、3号喷头同时喷水，延迟3s后，2号、4号喷头同时喷水，1号、3号喷头停止喷水。如此交替15s后，4组喷头全喷水，30s后，如果为单步工作方式，则停下来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。 ④ 花样选择开关在位置4时，按下启动按钮后，按照1-2-3-4的顺序，依次间隔2s喷水，然后一起喷水。30s后，按照1-2-3-4的顺序，分别延迟2s依次停止喷水。再经1s延迟时，按照4-3-2-1的顺序，依次间隔2s喷水，然后一起喷水。30s后停止。如果为单步工作方式，则停下来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。第二章控制方案的选择本次课程设计的课题是花样式喷泉，由其控制要求可知：控制过程是一个复杂，连续。灵巧的过程。在工业工程中，被选择为控制的一般是：继电器，PLC，单片机。由于绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。而且继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。单片机是一种集成电路编程复杂，结构复杂等。而PLC可靠性高，抗干扰能力强，配套齐全，功能完善，适用性强，系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造，体积小，重量轻，能耗低且易学易用，深受工程技术人员欢迎，在工业以及其他领域都得到广泛的应用。因此，本次花样喷泉的自动化控制也采用PLC控制。该控制系统选用三菱公司FX 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,通过扩展模块的连接, 可以增加输入/ 输出点数. 为了便于程序清晰明了，分别调用不同的四个花样，采用了子程序调用指令（CALL P），并通过[SRET]返回原始指令。不同花样的选择采用手动选择开关，内部通过时间继电器和辅助继电器实现自动化控制来完成各花样内的循环动作。第四章 I/O分配表由控制要求分析可知，分配表中输入7个，输出4个，则其I/O分配表如下表所示输入输出地址元件功能地址元件功能 X0 SB1 启动开关 Y0 KM1 喷头1 X1 SA2 花样开关位置1 Y1 KM2 喷头2 X2 SA3 花样开关位置2 Y2 KM3 喷头3 X3 SA4 花样开关位置3 Y3 KM4 喷头4 X4 SA5 花样开关位置4 X5 SB6 停止 X6 SB7 单步/连续第五章 PLC硬件连接图 5.1 PLC硬件连接图课程设计的要求，采用三菱FX2N系列，其硬件连接图如下图所示：图一PLC硬件连接图 5.2控制电机的接线图图二控制电机接线图第六章顺序连接图由于有4中花样，所以应该分布考虑，按照花样的要求，编辑四种花样顺序图，，顺序图如下图所示：图三花样1顺序图图四花样2的顺序图图五花样3的顺序图图六花样4的顺序图第七章调试过程及说明考虑到花样喷泉的花样复杂，选择了子程序控制，这样简单，明了。但还是遇到许多的问题，比如在输入程序时的不小心，或者出现程序错误......，由于是四种花样工作，设计了自锁，同时，没必要的自锁导致核程序的复杂，在自己设计程序的时候没有输入复位指令，导致程序不能调用现象。经过自己的认真检查，调试过程顺利进行。第八章结束语通过这次设计实践。我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。虽然本次课程设计是要求自己独立完成，但是，彼此还是脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见，和同学们的帮助，谢谢你们！第九章参考文献 [1] 殷培峰.基于plc喷泉控制系统设计. 兰州石化职业技术学院学报,2006 [2] 王传艳.三菱PLC在花式喷泉控制系统中的应用,天津大学自动化学院，2007 [3] 郭艳萍，李晓波.PLC在花式喷泉控制系统中的应用,漯河职业技术学院，2007 [4]　张延灿. 喷泉工程发展及其设计问题(上). 给水排水， 1998，24(7)：47～50 第十章附录附录1 控制面板设计附录2 梯形图附录3 指令表 0 LD X000 1 MPS 2 AND X001 3 CALL P0 6 MRD 7 AND X002 8 CALL P1 11 MRD 12 AND X003 13 CALL P2 16 MPP 17 AND X004 18 CALL P3 21 P0 22 LD X006 23 AND M100 24 OR M100 25 ANI X005 26 OUT M100 27 LD M4 28 AND T3 29 OR M0 30 OR M8002 31 ANI M1 32 OUT M0 33 LD M0 34 AND M100 35 OR M1 36 ANI M2 37 OUT M1 38 OUT T0 K20 41 OUT M30 42 LD M1 43 AND T0 44 OR M2 45 ANI M3 46 OUT M2 47 OUT T1 K20 50 OUT M40 51 LD M2 52 AND T1 53 OR M3 54 ANI M4 55 OUT M3 56 OUT T2 K20 59 OUT M50 60 LD M3 61 AND T2 62 OR M4 63 ANI M0 64 OUT M4 65 OUT M60 66 OUT T3 K180 69 FEND 70 P1 71 LD M200 72 AND X006 73 OR M200 74 ANI X005 75 OUT M200 76 LD M9 77 AND T7 78 OR M8002 79 OR M0 80 ANI M6 81 OUT M0 82 LD M0 83 AND M200 84 OR M6 85 ANI M7 86 OUT M6 87 OUT M61 88 OUT T4 K20 91 LD M6 92 AND T4 93 OR M7 94 ANI M8 95 OUT M7 96 OUT M51 97 OUT T5 K20 100 LD M7 101 AND T5 102 OR M8 103 ANI M9 104 OUT M8 105 OUT M41 106 OUT T6 K20 109 LD M8 110 AND T6 111 OR M9 112 ANI M0 113 OUT M9 114 OUT M31 115 OUT T7 K300 118 FEND 119 P2 120 LD M300 121 AND X006 122 OR M300 123 ANI X005 124 OUT M300 125 LD M13 126 AND T11 127 OR M8002 128 OR M0 129 ANI M10 130 OUT M0 131 LD M300 132 AND M0 133 OR M10 134 ANI M11 135 OUT M10 136 OUT M21 137 OUT M23 138 OUT T8 K30 141 LD T8 142 OR M11 143 ANI M12 144 OUT M11 145 OUT M20 146 OUT M22 147 OUT T9 K30 150 LD T9 151 AND M11 152 OR M12 153 ANI M0 154 OUT M12 155 OUT T10 K150 158 LD M12 159 AND T10 160 OR M13 161 ANI M0 162 OUT M13 163 OUT T11 K300 166 LD M13 167 OR M20 168 OUT M32 169 LD M13 170 OR M21 171 OUT M42 172 LD M13 173 OR M22 174 OUT M52 175 LD M13 176 OR M23 177 OUT M62 178 FEND 179 P3 180 LD M400 181 AND X006 182 OR M400 183 ANI X005 184 OUT M400 185 LD M16 186 AND T16 187 OR M8002 188 OR M0 189 ANI M13 190 OUT M0 191 LD M0 192 AND M400 193 OR M13 194 OUT M13 195 LD M13 196 ANI T1 197 OUT T0 K10 200 LD T0 201 OUT T1 K10 204 OUT M70 205 LDI M80 206 OUT M71 207 LDP M70 209 SFTR M71 M80 K4 K1 218 LDP M70 220 OUT T12 K300 223 LD T12 224 OUT M14 225 LD M14 226 AND T12 227 ANI T3 228 OUT T2 K10 231 LD T2 232 OUT T3 K10 235 OUT M72 236 LDI M84 237 OUT M73 238 LDP M72 240 SFTR M73 M84 K4 K1 249 LDP M72 251 OUT T13 K300 254 LD T13 255 OUT M15 256 LD M15 257 ANI T5 258 AND T13 259 OUT T4 K10 262 LD T4 263 OUT T5 K10 266 OUT M74 267 LDI M88 268 OUT M75 269 LDP M74 271 SFTL M75 M88 K4 K1 280 LDP M74 282 ANI M0 283 OUT T16 K300 286 LD T16 287 OUT M16 288 LD M80 289 OR M84 290 OR M88 291 OR M16 292 OUT M33 293 LD M81 294 OR M85 295 OR M89 296 OR M16 297 OUT M43 298 LD M82 299 OR M86 300 OR M90 301 OR M16 302 OUT M53 303 LD M83 304 OR M87 305 OR M91 306 OR M16 307 OUT M63 308 FEND 309 LD M30 310 OR M31 311 OR M32 312 OR M33 313 OUT Y000 314 LD M40 315 OR M41 316 OR M42 317 OR M43 318 OUT Y001 319 LD M50 320 OR M51 321 OR M52 322 OR M53 323 OUT Y002 324 LD M60 325 OR M61 326 OR M62 327 OR M63 328 OUT Y003 329 END 谢谢朋友对我文章的赏识，充值后就可以下载说明书，我这里还有一个压缩包，里面有相应的word说明书和设计程序。需要压缩包的朋友请联系QQ客服：1459919609。下载后我可以将压缩包免费送给你。需要其他设计题目直接联系！！！

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