PLC花样喷泉控制系统设计.doc

电气控制与PLC 课程设计成绩评定表
姓 名

学 号

课程设计题目：简易花式喷泉设计
课程设计答辩或质疑记录：
1、 如何实现多输出控制一组水泵电机工作？
答：利用辅助继电器，将各个辅助继电器输出控制对应的水泵组进行并联，控制一组电机Yx。每个继电器输出时应注意互锁。

2、 如何实现水泵按指定顺序循环工作？
答：可在开始按钮与循环最后一次喷水环节中分别并联一个辅助继电器（本设计中为M20），即最后一次输出同时使该继电器接通，使之回到开始位置循环工作。

3、 如何实现手动控制各组喷泉工作？
答：可在最后控制各组喷头的主电路中串联常闭手动控制开关（本设计中分别为M1、M2、M3、M0）。

成绩评定依据：

课程设计考勤情况（10％）：

课程设计操作及答辩情况（40％）：

完成设计任务及报告规范性（50％）：

最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）

指导教师签字：

年月日

目录
课程设计任务书 ………………………………………………………………4
摘要 …………………………………………………………………………………………5
1、概述及设计目的 ……………………………………………………………………6
1.1 概述 …………………………………………………………………………6
1.2设计目的 …………………………………………………………6
1.3控制任务和要求 ………………………………………………………6
1.4多花样喷泉设计原理图…………………………………………………7
2. 控制方案…………………………………………………………………………………7
2.1 花式喷泉的控制顺序…………………………………………………7
2.2 PLC的选择 ………………………………………………………………………8
3. I/O设备分配表及接线.………………………………………………………………………8
3.1 I/O分配 ……………………………………………………………………8
3.2 PLC硬件接线图以及外部接法 …………………………………………9
4. 程序梯形图与指令列表……………………………………………………10
4.1程序梯形图…………………………………………………………………10
4.2 指令列表…………………………………………………………………13
5. 调试结果及其分析 ……………………………………………………………16
6. 设计体会 ………………………………………………………………………16
7. 致谢……………………………………………………………………………16
8. 参考文献 ………………………………………………………………………17

摘要

花式喷泉是近年来出现的一种园林建筑与花式观赏相结合的一种产物。随着可编程控制器在我国的迅速发展，对花式喷泉的控制要求也越来越高，使得越来越多的控制部分需要可编程控制器来实现。
本文结合任务设计书的要求，以花式喷泉为研究对象采用了三菱系列PLC作为喷泉的控制器。对花式喷泉的控制系统的总体功能进行了分析，阐述了可编程控制器的组成和工作原理。提出了喷泉硬件的各组成模块及详细的硬件模块设计方案，并对控制方式进行了设计和程序的编写。本设计改善了喷泉系统的控制品质，并真正地达到了实时控制的要求。

关键词：PLC；喷泉；控制系统

Abstract
Fancy fountain in recent years the emergence of a landscape architecture and fancy watch a product of a combination. With the programmable controller in China's rapid development, fancy fountain control requirements have become more sophisticated, making more and more control over some of the needs programmable logic controller to achieve.
In this paper, the task design document requirements to fancy fountain as the research object, using MITSUBISHI series PLC as the fountain controller. Fancy fountain control systems for the overall function of the analysis, described the composition and the programmable controller works. Fountain made of the constituent hardware modules and the detailed design of hardware modules, and control the manner and procedures for the preparation of the design. This design improves the fountain system, control quality, and truly achieve the real-time control requirements.
Key words: PLC;fountain;control system

1 绪论
1、概述及设计目的
1.1 概述
随着人们的生活日趋小康，一些必要的美化设施逐渐兴起，各式各样的广场花园越来越多，这样的地方又怎能少了喷泉呢? 多花样喷泉形式多样，常常能吸引人们的眼球，同时水又增加了环境的灵动性，多花样喷泉已经成为人们建造各类娱乐广场的必需设施。那些控制简便，花样较多，价格低廉的喷泉慢慢成为建设者的首选。现今，多花样喷泉的制造，延袭传统，结合现代，正日益成为人们或出于对环境的追求，或为了居室的美化，等等，而得到众多品位人士的追求。
本设计的多花样喷泉采用三菱编程软件进行PLC编程，利用PLC的工作原理，结合按钮、开关、电源电路进行设计，将软件和硬件有机地结合起来，使得系统能够实现多花样喷泉各种模式的变化以及控制。

1.2设计目的
1、学习电气可编程中的基本实验器件及PLC编程器等的综合应用。
2、巩固和加深对PLC编程控制器的理解和应用。
3、掌握硬件实验装置的方法。
4、对课本所学知识的扩展。
1.3控制任务和要求
花式喷泉集成输入模块、控制模块、输出模块等电路，能够进行多花样喷泉控制。。
设计一个可以满足以下要求的简易多花样喷泉：
①. 按下启动按钮，喷泉装置开始工作，按下停止按钮，喷泉控制装置停止工作。
②. 喷泉工作方式由花样选择开关和单步开关决定。
③. 当单步开关在单步位置时，喷泉只能按照花样选择开关设定的方式，运行一个循环，否则就连续循环下去。
④.选择开关用于选择喷泉的喷水花样。
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。

1.4多花样喷泉设计原理图

2. 控制方案
2.1 花式喷泉的控制顺序
（1）按下启动按钮，喷泉控制装置开始工作，按下停止按钮，喷泉控制工作。
（2）喷泉按照1—>2—>3—>4的顺序分别间隔2秒依次喷水，后按照4—>3—>2—>1的顺须依次喷水后停下；然后全部一起喷水10秒后停下；接着1，3一起喷水5秒停下；紧接着2，4一起喷水5秒停下；然后全部一起喷水15秒。
（3）考虑到一些特殊情况，本程序加入了手动控制开关。即X1,X2,X3,X0分别可手动控制一至四号喷头。
（4）从工程实际出发，在制定控制系统的方案时，充分考虑功能的组成及实现，主要从机械部件的动作顺序、动作条件、必要的保护和联锁，系统的工作方式（如手动、自动、半自动）和安全保护措施及紧急情况处理着手设计。从而总结了以下几点在梯形图设计过程中的主要思路：
①.按下启动按钮开始喷水；
②.通过辅助继电器、定时器来实现自动、延时功能；
③.可通过手动开关控制每组喷头喷水；
④.需要立即结束时，按下停止按钮立即断电。

2.2 PLC的选择
根据花样喷泉的控制要求来说，联系到实际控制需求、输入、输出等变量的特点，在此使用的是日本三菱的FXCPU FX1NC系列继电器输出型的PLC来满足上面的控制要求。

3. I/O设备分配表及接线.

3.1 I/O分配
通过对其工作的流程进行分析，设置了S0,S1,S2,S3,S4,S5，其中S6是作为启动开关，S5为停止开关。执行器件为Y1^4四个电磁阀，分配情况如下表所示：

输入信号
输出信号
地址
元件
功能
地址
元件
功能
X6
S0
启动开关
Y0
KM1
1号喷头
X1
S1
开关位置1
Y1
KM2
2号喷头
X2
S2
位置2
Y2
KM3
3号喷头
X3
S3
位置3
Y3
KM4
4号喷头
X0
S4
位置3
Y4
L1
1#指示红灯
X5
S5
停止
Y5
L2
2#指示橙灯

Y6
L3
3#指示黄灯

Y7
L4
4#指示绿灯

3.2 PLC硬件接线图以及外部接法

当按下启动按钮时，M0得电并且自锁，保持得电；
当按下停止按钮时，M0失电。
当M1得电时，M0也失电，这个是单步开关控制的，在后面介绍。

4. 程序梯形图与指令列表

4.1程序梯形图

4.2 指令列表

5. 调试结果及其分析

本设计很好的实现了实验要求所需功能，能循环实现指定的喷泉花式喷水过程，即按照1—>2—>3—>4的顺序分别间隔2秒依次喷水，后按照4—>3—>2—>1的顺须依次喷水后停下；然后全部一起喷水10秒后停下；接着1，3一起喷水5秒停下；紧接着2，4一起喷水5秒停下；然后全部一起喷水15秒后循环。对应的延时时间在实际应用中应适当调整，已达到更加美观的效果。该设计优点在于控制较为简单，可手动控制其启停且花式多样
6. 设计体会
经过两周的努力设计和查阅资料成功的完成了简易喷泉的PLC控制系统，并很好的达到了设计控制要求，通过这次对花样喷泉的设计，让我更深刻的了解PLC程序设计过程，对电气可编程逻辑控制器有更深刻的了解。这次设计不仅是我们学习的总结过程，更是进一步探索的过程，在这个过程中，我们对利用可编程控制器进行系统的设计开发有了深刻的认识，对喷泉的工艺及工作原理有了初步的了解，对控制系统的设计与开发有了深刻的体会。当然坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理。

致 谢

本次课程设计的完成得益于高海洲老师和胡蔷老师的悉心指导，在设计过程中遇到了许多问题，两位老师均耐心详细的给予解答与指导，并详细帮助分析了实际工作过程和我们设计的优缺点，并给我们提出了许多宝贵的优化简易与可行操作方案，在此一并表示感谢。

参考文献

1、电气控制与plc应用 ，中国电力出版社
2、康华光，《电子技术基础》，高等教育出版
3、《三菱FX2n系列微型可编程控制器使用手册》
4、《F940GOT三菱图形终端操作手册》
5、杨亚萍 电气控制与PLC.北京：化学工业出版社
6、史国生 电气控制与可编程控制其技术. 化学工业出版社
7、郝永兴 苗满香 罗小燕 机电传动控制. 华中科技大学出版社

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