毕业设计(论文)-花式喷水池的PLC控制系统设计.doc

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课程设计说明书

花式喷水池的PLC控制系统设计

院 、 部： 电气与信息工程系
学生姓名：
指导教师：
专 业： 自动化
班 级： 自本1103

摘要 

 随着社会的不断发展,随着人们生活的需要，PLC的应用已经渗透到了国民经济的各个领域，对人们的生产生活起到了不可取代的巨大作用，同时带动传统控制检测日新月异更新。了解并应用PLC知识是一项可用性极强并意义深远的事.本系统是利用可编程控制器(PLC),以PLC为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术,从而实现对花式喷水池的全程控制.系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,广泛应用于生活的各个场所。随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到了几乎所有的领域。 本文讨论的花式喷水池控制系统，完成了花式喷水池系统的所有基本工作。人员的使用上也仅局限于在计算机上对整个控制系统进行监控和针对不同要求修改系统控制流程,基本做到自动化控制。本论文阐述了利用三菱生产的一种FX2N-48MR系列的模块结合气动、传感器、变频器和位置控制等技术,并运用梯形图编程,实现对花式喷水池系统的高效管理。为了满足人们多样化、日益增长的生活需要，诸如PLC此类的高端技术也慢慢的融入到了人们的生活中，并且得到广泛的推广和应用。从而不断满足人们不断增长的各种需要。 

关键词：自动化控制、花式喷水池控制系统、三菱FX2N-48MR
In this paper,
With the continuous development of society, as people living needs, the application of PLC has permeated all fields of national economy, the people's production and life plays an irreplaceable important role, also drive the traditional control detection update changes with each passing day. Knowledge understanding and application of PLC is a strong usability and meaningful thing. This system is the use of the programmable controller (PLC), is given priority to with PLC controller, combined with pneumatic device, sensing technology, position control technology, so as to realize the full control of the fancy fountain. The system has a high degree of automation, stable operation and the characteristics of high precision, easy to control, are widely used in various places of life. As the microprocessor, the rapid development of computer and digital communication technology, computer control has been extended to almost all areas. In this paper, we discuss the fancy fountain control system, completed the fancy fountain system of all basic work. The use of personnel is also limited to on a computer to monitor the whole control system and modify system control process according to different requirements, the basic automation control. This paper expounds a kind of production by mitsubishi FX2N series - 48 Mr Module combined with pneumatic, sensors, frequency converter, and position control technology, and using ladder diagram programming, realize the efficient management of fancy fountain system. In order to meet the diverse and increasing needs of life, such as PLC, high-end technology also slowly into the people's life, and the widespread promotion and application. To constantly meet the growing demands.  

Key words: automation control, fancy, mitsubishi FX2N - 48 Mr Fountain control system
目录

目录 6
1绪论 1
1.1 课题的研究目的与意义 1
1.2 课题简介 1
2 系统控制方案的确定 2
2.1系统设计的基本步骤 2
2.2花式喷水池的示意图 2
2.3花式喷水池设计要求 2
2.4原理和操作说明 3
3系统硬件设计 4
3.1可编程控制器（PLC）的选择 4
3.1.1 PLC的概述 4
3.1.2 PLC的选型 4
3.2 PLC的I\0地址分配 4
3.2.1输入信号 6
3.2.2 输出信号 6
3.3 PLC外部I/O接线图 6
3.4流程图 6
3.5梯形图（见附录1） 7
3.6喷水池控制系统指令（见附录2） 7
3.7仿真与调试 7
第四章 设计总结 20
五. 致谢 21
六、参考文献  22

1绪论
1.1 课题的研究目的与意义
PLC课程设计的目的与意义在于提高我们单独的动手操纵能力与我们只是与实践的结合能力，进一步的巩固我们所学到的知识，在进去社会做准备。
1.2 课题简介
花式喷水池是尽您来兴起的一种园林建筑与花式观赏相结合的产物，此中，很多的控制部分是通过使用可编程控制器来实现的。
本次设计简述的是通过了用PLC控制喷泉喷水方式，产生4种样式，我们以四种花式喷泉为研究对象，采用了三菱FX-ON系列可编程控制器来作为喷泉的控制器。对花式喷水池的控制系统的总体功能进行分析，简述了可编程控制器的组成和工作原理。提出了喷水池各模块的设计方案，实现了实时控制的要求。
2 系统控制方案的确定
2.1系统设计的基本步骤
在花式喷水池控制系统的设计过程中主要考虑一下几点：
（1） 深入的勒戒花式喷泉的控制要求。
（2） 确定I/O设备。根据花式喷水次控制系统的功能要求，确定系统的输入设备如选择开关和按钮等。输出设备如电机等。
（3） 根据I/O点数选择合适的PLC类型。
（4） 分配I/O点，分配PLC的输入输出点
（5） 设计花式喷水次的要求设计出梯形图
（6） 设计出相应的程序。
（7） 将程序输入PLC进行软件测试，查找错误改正，至程序符合符合要求为止。

2.2花式喷水池的示意图
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。

(a) 花式喷水池演示示意图 (b) 操作控制开关面板图
图1 花式喷水池示意图
2.3花式喷水池设计要求
花式喷水池的控制器需满足下列要求：
（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”在单步位置时，喷水池只运行一次循环；在连续位置时，喷水池运行一直继续下去。
（3）方式选择开关用来选择喷水池的喷水花样，1～4号喷水管的工作方式选择如下：
①选择开关在位置“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，将继续循环下去。
②选择开关在位置“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，将继续循环下去。
③选择开关在位置“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，1～4号全喷水，30s后停止。若在连续状态时，将继续循环下去。
④选择开关在位置“4”时。按下启动按钮后，喷水池1～4号喷水管的工作顺序为：
1→2→3→4号按顺序延时2s喷水，然后一起喷水30s，1、2、3和4号分别延时2s停水，再延时1s，由4→3→2→1号反向顺序按2s顺序喷水，一起喷水30s后停止。若在连续状态时，将继续循环下去。
不论在什么工作方式下，按下停止按钮，喷水池将停止运行。

2.4原理和操作说明
①　 当我们接通电源开关以后，通过“选择开关”和“单步、连续”开关来选择工作方式。
②　 当“选择开关”在X1时，按下启动按钮则程序自动进入相应的程序运行，程序运行完成一次以后，系统则要自己判断是“单步还是连续”，当开关在单步时，则程序执行完毕，结束，喷水池只运行一个循环；当开关在连续时，喷水池就要循环运行。按下停止按钮，则停止喷水。
3系统硬件设计

3.1可编程控制器（PLC）的选择
3.1.1 PLC的概述
PLC 即 可编程逻辑控制器 （可编程控制器件） 。可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：电源，中央处理单元（CPU），存储器，输入输出接口电路，功能模块，通信模块。PLC采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
3.1.2 PLC的选型
PLC的类型有很多，流行最广的有西门子，三菱，和欧姆龙公司的产品，他 们有各自的优点和缺点。我们此次采用三菱FX系列PLC，是三菱PLC中的小型系列。目前主要分FX3G、FX3U、FX2N、FX1N、FX1S等系列。FX系列PLC特点是一体机、高处理，可达365点开关量控制等。
FX2N-16MR-001 基本单元 带 8点输入/8点继电器输出,,、脉冲输出20KHZ/DC5V，KHZ/DC12V-24V.
从设计要求中可以看出在本次设计花式喷水池中，有开关输入点8个，输出点5个（在加一个工作指示灯），所以可以采用FX2N-16MR-001型号的PLC。
3.2 PLC的I\0地址分配
输入I\0分配表
序号
输入
说明
1
X0
启动开关
2
X1
选择开关1
3
X2
选择开关2
4
X3
选择开关3
5
X4
选择开关4
6
X5
停止开关
7
X6
单步/连续开关
输出I/O分配表
序号
输出
说明
1
Y1
控制1管喷水
2
Y2
控制2管喷水
3
Y3
控制3管喷水
4
Y4
控制4管喷水
3.2.1输入信号

启动按钮SB0:I/0.0 ,花样选择位置1~4开关SA：I/O.1~0.4停止开关SB1：I/0.5,单步/连续开关SB2:I0.6
3.2.2 输出信号
1号喷水卡关接触器KM1:Q0.1
2号喷水卡关接触器KM2:Q0.2
3号喷水卡关接触器KM3:Q0.3
4号喷水卡关接触器KM4:Q0.4
3.3 PLC外部I/O接线图

图3-1外部I/0接线图
3.4流程图
用AUTCAD 2007绘出流程图3-2所示

3-2花式喷水池流程图
3.5梯形图（见附录1）
3.6喷水池控制系统指令（见附录2）
3.7仿真与调试
①X1为1时。按下启动按钮X0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。当X6为ON时，则循环只进行一次，当X6为OFF时，，反复循环下去。当按下X5时，则喷水池立刻停止工作，（此处X5接的是自锁开关）若要再次工作则必须再次按下X5，

花式一喷水梯形图

②X2为1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。当X6为ON时，则循环只进行一次，当X6为OFF时，，反复循环下去。当按下X5时，则喷水池立刻停止工作。

单步/连续开关

花式2喷水梯形图

③X3为1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，1～4号全喷水，工作30秒。当X6为ON时，则循环只进行一次，当X6为OFF时，，反复循环下去。当按下X5时，则喷水池立刻停止工作。

花式三喷水流程图

④X4为1时。按下启动按钮后，喷水池1～4号喷水管的工作顺序为：1→2→3→4号按顺序延时2s喷水，然后一起喷水30s，1、2、3和4号分别延时2s停水，再延时1s，由4→3→2→1号反向顺序按2s顺序喷水，一起喷水30s。当X6为ON时，则循环只进行一次，当X6为OFF时，，反复循环下去。当按下X5时，则喷水池立刻停止工作。

花式4喷水流程图
第四章 设计总结
这次课程设计是对花式喷水池的PLC控制，让我更佳熟悉了关了PLC的梯形图，指令表，通过这些，从侧面也加深了我对PLC的理解，以前在上课所不懂的地方和动手能力差的缺点在这次课程设计过程中体现了出来，后面通过和同学的讨论与交流，解决了很多存在问题，在这次课程设计的过程中，我懂得了集体力量的重要性，每个人多有自己不同的想法，我们不能一味的否定别人，因为解决问题的方法有很多，我们设计的思路也有很多，我们不能够局限于积极满足课堂上所学的知识。
课程设计的过程，就是不断完善的过程，是我们不断的发现问题和解决问题的过程，只有这样，我们才能真正的得到提升。
五. 致谢
本设计是在罗雪莲导师的悉心指导下完成的，导师渊博的知识，严谨的治学态度，一丝不苟的工作作风，平易近人的性格都是我学习的楷模。在设计期间，导师给了我很大的支持和鼓励，才使得设计得以顺利的完成，在此谨向导师表示忠心的感谢和崇高的敬意。
同时感谢实验室的等老师，他们给我们提供了必要的实验器材，提供了很大的方便。
同时还要感谢牡丹等同学，他们也给了我很大的支持和帮助。
六、参考文献 
1. 邓星钟. 机电传动控制. 华中科技大学出版社 

2.王卫兵. 可编程序控制器原理及应用. 北京：机械工业出版社，1998 

3.于庆广.可编程控制器原理与系统设计.北京:清华大学出版社，2004. 

4. 何衍庆等编著，可编程序控制器原理及应用技巧，化学工业出版社，2000.

  5.胡学林主编  可编程控制器教程（基础篇）（实训篇） 电子工业出版社八、附录1

附录2

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