基于plc控制的花樣噴泉畢業(yè)論文

1、<p>　　基于PLC控制的花樣噴泉</p><p>　　畢 業(yè) 生 姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)教師、職稱： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　專 業(yè) 名 稱： 生產(chǎn)過程自動(dòng)化技

2、術(shù) </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　目 錄1</b></p><p><b>　　引言3</b></p><p><b>　　一.PLC概述2</b></p><p>

3、　　1.1 PLC的產(chǎn)生2</p><p>　　1.2 PLC的結(jié)構(gòu)3</p><p>　　1.3 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域4</p><p>　　1.3.1開關(guān)量的邏輯控制4</p><p>　　1.3.2模擬量控制4</p><p>　　1.3.3運(yùn)動(dòng)控制5</p><p>　　1.3.

4、4過程控制5</p><p>　　1.3.5數(shù)據(jù)處理5</p><p>　　1.3.6通信及聯(lián)網(wǎng)6</p><p>　　1.4 PLC的應(yīng)用特點(diǎn)6</p><p>　　1.4.1可靠性高6</p><p>　　二、概述及設(shè)計(jì)目的8</p><p><b>　　2.1 概述

5、8</b></p><p><b>　　2.2設(shè)計(jì)目的8</b></p><p>　　2.3研究思路和方法9</p><p>　　三、花樣噴泉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.1 PLC型號(hào)的選擇10</p><p>　　3.1.1合理的結(jié)構(gòu)型式10</p>

6、<p>　　3.1.2安裝方式的選擇10</p><p>　　3.1.3相應(yīng)的功能要求11</p><p>　　3.1.4響應(yīng)速度要求11</p><p>　　3.1.5系統(tǒng)可靠性的要求11</p><p>　　3.1.6機(jī)型盡量統(tǒng)一12</p><p>　　四、PLC的工作原理13</

7、p><p>　　4.1掃描技術(shù)13</p><p>　　4.2輸入采樣階段13</p><p>　　4.3用戶程序執(zhí)行階段13</p><p>　　4.4輸出刷新階段14</p><p>　　五、花樣噴泉I/O分配表及程序設(shè)計(jì)15</p><p>　　5.1 I/O分配表15</p

8、><p>　　5.2程序初始化16</p><p>　　5.3噴泉花式118</p><p>　　5.4噴泉花式219</p><p>　　5.5噴泉花式320</p><p>　　5.6 PLC接線圖21</p><p>　　六、設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)24</p><p>

9、<b>　　七、心得體會(huì)25</b></p><p><b>　　八、感謝詞26</b></p><p><b>　　九、參考文獻(xiàn)27</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　針對(duì)傳統(tǒng)的噴泉控制系統(tǒng)一旦設(shè)計(jì)好控制電路，就

10、不能隨意改變噴水花樣 及噴水時(shí)間等問題， 本設(shè)計(jì)結(jié)合西門子 S7-200 可編程控制器設(shè)計(jì)能適應(yīng)不同季 節(jié)、不同場(chǎng)合的噴水要求目的的花樣噴泉系統(tǒng)。該花樣噴泉控制系統(tǒng)不但實(shí)現(xiàn)了 自動(dòng)轉(zhuǎn)換花樣噴泉的噴水樣式，而且提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性，具有一定的 工程應(yīng)用和推廣價(jià)值。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC；花樣噴泉；控制系統(tǒng)</p><p>　　第1章 噴泉的設(shè)計(jì)要求及目的</p&

11、gt;<p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　隨著人們的生活日趨小康，一些必要的美化設(shè)施逐漸興起，各式各樣的廣場(chǎng)花園越來越多，噴泉作為一項(xiàng)建筑藝術(shù)，在國(guó)內(nèi)外均有較悠久的歷史。人們隨著生活水平的提高，對(duì)美化住宅小區(qū)以及別墅環(huán)境的要求也越來越高，小型音樂噴泉成為一個(gè)發(fā)展方向。目前的水景噴泉一般包括：固定水景、時(shí)控噴泉、程控噴泉、聲控噴泉、音樂噴泉５類，控制方

12、式的復(fù)雜程度由低到高。使用ＰＬＣ控制花式噴泉，具有使用方便、運(yùn)行可靠、控制程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，若需要改變噴水花樣和噴水時(shí)間，不必做很大調(diào)整，只要相應(yīng)修改控制程序，即可實(shí)現(xiàn)控制目的。這樣的地方又怎能少了噴泉呢? 多花樣噴泉形式多樣，常常能吸引人們的眼球，同時(shí)水又增加了環(huán)境的靈動(dòng)性，多花樣噴泉已經(jīng)成為人們建造各類娛樂廣場(chǎng)的必需設(shè)施。那些控制簡(jiǎn)便，花樣較多，價(jià)格低廉的噴泉慢慢成為建設(shè)者的首選?，F(xiàn)今，多花樣噴泉的制造，延襲傳統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)代，正日益

13、成為人們或出于對(duì)環(huán)境的追求，或?yàn)榱司邮业拿阑?，等等，而得到眾多品位人士的追求?lt;/p><p>　　本設(shè)計(jì)的多花樣噴泉采用西門子編程軟件進(jìn)行PLC編程，利用PLC的工作原理，結(jié)合按鈕、開關(guān)、電源電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，將軟件和硬件有機(jī)地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多花樣噴泉各種模式的變化以及控制。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)目的</b></p>&l

14、t;p>　　通過對(duì)實(shí)例工程的模擬，熟悉掌握了PLC編程和程序調(diào)試方法。進(jìn)一步了解PLC的I/O連接。進(jìn)一步熟悉定時(shí)移位的編程指令的應(yīng)用，用PLC構(gòu)成噴泉系，學(xué)習(xí)電氣可編程中的基本實(shí)驗(yàn)器件及PLC編程等的綜合應(yīng)用。鞏固和加深對(duì)PLC編程控制器的理解和應(yīng)用。掌握硬件實(shí)驗(yàn)裝置的方法。</p><p>　　1.3 研究思路及方法</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的題目是花樣噴泉系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)基于

15、西門子 S7-200 PLC編程，設(shè)計(jì)了花樣噴泉系統(tǒng)?；訃娙刂葡到y(tǒng)的主要任務(wù)就是改變噴泉的噴水樣式，以達(dá)到有規(guī)律的改變噴泉噴水樣式的目的。按下啟動(dòng)按鈕，噴泉裝置開始工作，按下停止按鈕，噴泉控制裝置停止工作。噴泉工作方式由花樣選擇開關(guān)和單步∕連續(xù)開關(guān)決定。當(dāng)單步∕連續(xù)開關(guān)選擇單步時(shí)，噴泉只能按照花樣選擇開關(guān)設(shè)定的方式，運(yùn)行一個(gè)循環(huán)；當(dāng)單步∕連續(xù)開關(guān)選擇連續(xù)時(shí)，噴泉按照花樣選擇開關(guān)設(shè)定的方式，運(yùn)行多個(gè)循環(huán)，直至按下停止按鈕。花樣循環(huán)方式

16、選擇開關(guān)用于選擇噴泉的噴水花樣，本文設(shè)計(jì)四種噴水花樣循環(huán)。PLC控制系統(tǒng)體積小、功能強(qiáng)、可靠性高,且具有較大的靈活性和可擴(kuò)展性的特點(diǎn)。用 PLC花樣噴泉控制系統(tǒng)，不但實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)轉(zhuǎn)換花樣噴泉的噴水樣式，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性，而且，美化了我們的生活環(huán)境，使我們的生活環(huán)境更加安逸、舒適。因此PLC控制系統(tǒng)具有一定的工程應(yīng)用和推廣價(jià)值。</p><p><b>　　PLC的簡(jiǎn)介 </b><

17、;/p><p>　　2.1 可編程序控制器簡(jiǎn)介</p><p>　　可編程序控制器 PC（Programmable Controller）又稱可編程序控制器 PLC （Programmable Logic Controller） ，是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相接合的 產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以 微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計(jì)算機(jī)。 它不僅充分

18、利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來 滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求， 同時(shí)也照顧到現(xiàn)場(chǎng)電器操作維護(hù)人員的技能 和習(xí)慣，擯棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語言的表達(dá)形式，獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以 繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)， 使用戶程序的編制清 晰直觀、方便易學(xué)，調(diào)試和查錯(cuò)都很容易。PLC 現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱 （PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，以其可靠性、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在 線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能、易

19、于與計(jì)算機(jī)接口、能對(duì)模擬量進(jìn)行 控制、具備告訴計(jì)數(shù)與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能，日益取代由大量中間繼電 器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)繼電－接觸控制系統(tǒng)在機(jī)械、化工、 石油、冶金、電力、輕工、電子、紡織、食品、交通、等行業(yè)得</p><p>　　2.2 PLC 的結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC 1.2 PLC 的結(jié)構(gòu) PLC 和一般的微型計(jì)算機(jī)基本相同， 也是由硬件系統(tǒng)和軟件系

20、統(tǒng)兩大部分組 成的。PLC 的硬件系統(tǒng)由微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器(EPROM，ROM)、輸入輸出 (I/O)部件、電源部件、編程器、I/O 擴(kuò)展單元和其他外圍設(shè)備組成。各部分通過 總線(電源總線、控制總線、地址總線、數(shù)據(jù)總線)連接而成。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下：</p><p>　　圖1-1 PLC硬件結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　PLC 的軟件系統(tǒng)是指 PLC 所使用的各種程序的集合，通?？煞譃橄?/p>

21、統(tǒng)程序 和用戶程序兩大部分。系統(tǒng)程序是每一個(gè) PLC 成品必須包括的部分，由 PLC 廠 家提供，用于控制 PLC 本身的運(yùn)行，系統(tǒng)程序固化在 EPROM 中。用戶程序是 由用戶根據(jù)控制需要而編寫的程序。 硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成了一個(gè)完整的 PLC 系統(tǒng)，他們是相輔相成，缺一不可的。</p><p>　　第 3 章 PLC 控制系統(tǒng)總設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 PLC 控制花樣噴泉運(yùn)

22、行要求</p><p>　　1） 、按下啟動(dòng)按鈕，噴泉進(jìn)入運(yùn)行等待狀態(tài)。</p><p>　　2） 、按下噴泉的單步?連續(xù)運(yùn)行方式按鈕，該噴泉默認(rèn)為連續(xù)運(yùn)行方式。 </p><p>　　3） 、按下噴泉噴水花樣的循環(huán)方式按鈕，噴泉開始運(yùn)行，每隔 6s 改變一次 花樣。在連續(xù)運(yùn)行方式下，噴水花樣將一直循環(huán)下去，在單步運(yùn)行方式下，噴水 花樣只運(yùn)行一個(gè)循環(huán)。按下其他任意一

23、個(gè)循環(huán)方式按鈕，噴泉噴水花樣的循環(huán)方 式立刻改變。 </p><p>　　4） 、按下停止按鈕，噴泉停止運(yùn)行。 </p><p><b>　　噴泉的運(yùn)行流程圖</b></p><p><b>　　噴泉的運(yùn)行過程</b></p><p>　　按下噴泉控制系統(tǒng)的啟動(dòng)按鈕，首先大水柱從地而起，直射天

24、空；6s 后， 9 陜西能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 大水柱消失，緊接著六支中水柱競(jìng)相射向天空；最后所有水柱噴泉一齊迸發(fā)。 整個(gè)過程分為 8 段，每段 6s，且自動(dòng)轉(zhuǎn)換，全過程為 48s。當(dāng)單步∕連續(xù)開 關(guān)置于連續(xù)，花樣選擇開關(guān)置于 1 時(shí)，其噴泉水柱的動(dòng)作順序如下：1→2→ （1+3+4）→（2+5）→（1+2）→（2+3+4）→（2+4）→（1+2+3+4+5）→1， 周而復(fù)始，直到按下停止按鈕，水柱噴泉才停止工作；當(dāng)單步∕連續(xù)開關(guān)置于

25、單 步時(shí)，噴泉水柱的動(dòng)作只運(yùn)行一個(gè)循環(huán)?；舆x擇開關(guān)置于 2 時(shí)，其噴泉水柱的 動(dòng)作順序如下：1→2→（2+4）→（2+5）→（1+2）→（2+3+4）→（1+3+4）→ （1+2+3+4+5） →1。 花樣選擇開關(guān)置于 3 時(shí)， 其噴泉水柱的動(dòng)作順序如下： 1→2→ （1+3+4）→（1+2）→（2+5）→（2+3+4）→（2+4）→（1+2+3+4+5）→1。 花樣選擇開關(guān)置于 4 時(shí)， 其噴泉水柱的動(dòng)作順序如下： 1→2→ （1+

26、3+4） （2+5） → →（1+2）→（2+4）→（2+3+4）</p><p><b>　　噴泉的控制原理</b></p><p>　　PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎

27、都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。</p><p><b>　　1.3.4過程控制</b></p><p>　　噴泉控制系統(tǒng)由啟動(dòng)控制程序、位移脈沖控制程序、位移及復(fù)位控制程序、 驅(qū)動(dòng)控制程序組成。 通過位移脈沖控制程序?qū)崿F(xiàn)子元件中的內(nèi)容在存儲(chǔ)器間的移 動(dòng)， 通過復(fù)位控制程序?qū)崿F(xiàn)噴泉花樣的循環(huán)， 通過驅(qū)動(dòng)控制程序?qū)崿F(xiàn)噴泉的噴射</p&

28、gt;<p>　　3.5 花樣噴泉PLC控制接線圖</p><p>　　現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系

29、統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。</p><p>　　1.3.6通信及聯(lián)網(wǎng)</p><p>　　PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。</p><p>　　1.4 PLC的應(yīng)

30、用特點(diǎn)</p><p>　　1.4.1可靠性高　　高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入

31、外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)將極高的可靠性。1.4.2配套齊全　　PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PL

32、C組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。1.4.3易學(xué)易用　　PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器</p><p><b>　　二、概述及設(shè)計(jì)目的</b></p><p><b>　　2.1 概述</b></p><p>　　隨著人們的生活日趨小康，

33、一些必要的美化設(shè)施逐漸興起，各式各樣的廣場(chǎng)花園越來越多，噴泉作為一項(xiàng)建筑藝術(shù)，在國(guó)內(nèi)外均有較悠久的歷史。人們隨著生活水平的提高，對(duì)美化住宅小區(qū)以及別墅環(huán)境的要求也越來越高，小型音樂噴泉成為一個(gè)發(fā)展方向。目前的水景噴泉一般包括：固定水景、時(shí)控噴泉、程控噴泉、聲控噴泉、音樂噴泉５類，控制方式的復(fù)雜程度由低到高。使用ＰＬＣ控制花式噴泉，具有使用方便、運(yùn)行可靠、控制程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，若需要改變噴水花樣和噴水時(shí)間，不必做很大調(diào)整，只要相應(yīng)修改控

34、制程序，即可實(shí)現(xiàn)控制目的。這樣的地方又怎能少了噴泉呢? 多花樣噴泉形式多樣，常常能吸引人們的眼球，同時(shí)水又增加了環(huán)境的靈動(dòng)性，多花樣噴泉已經(jīng)成為人們建造各類娛樂廣場(chǎng)的必需設(shè)施。那些控制簡(jiǎn)便，花樣較多，價(jià)格低廉的噴泉慢慢成為建設(shè)者的首選?，F(xiàn)今，多花樣噴泉的制造，延襲傳統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)代，正日益成為人們或出于對(duì)環(huán)境的追求，或?yàn)榱司邮业拿阑鹊龋玫奖姸嗥肺蝗耸康淖非蟆?lt;/p><p>　　本設(shè)計(jì)的多花樣噴泉采用西門子編

35、程軟件進(jìn)行PLC編程，利用PLC的工作原理，結(jié)合按鈕、開關(guān)、電源電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，將軟件和硬件有機(jī)地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多花樣噴泉各種模式的變化以及控制。</p><p><b>　　2.2設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　通過對(duì)實(shí)例工程的模擬，熟悉掌握了PLC編程和程序調(diào)試方法。進(jìn)一步了解PLC的I/O連接。進(jìn)一步熟悉定時(shí)移位的編程指令的應(yīng)用，用PLC構(gòu)成噴泉

36、系，學(xué)習(xí)電氣可編程中的基本實(shí)驗(yàn)器件及PLC編程等的綜合應(yīng)用。鞏固和加深對(duì)PLC編程控制器的理解和應(yīng)用。掌握硬件實(shí)驗(yàn)裝置的方法。</p><p>　　2.3研究思路和方法</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的題目是花樣噴泉系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)基于西門子 S7-200 PLC編程，設(shè)計(jì)了花樣噴泉系統(tǒng)。花樣噴泉控制系統(tǒng)的主要任務(wù)就是改變噴泉的噴水樣式，以達(dá)到有規(guī)律的改變噴泉噴水樣式的目的。按下啟動(dòng)按鈕，噴泉裝

37、置開始工作，按下停止按鈕，噴泉控制裝置停止工作。噴泉工作方式由花樣選擇開關(guān)和單步∕連續(xù)開關(guān)決定。當(dāng)單步∕連續(xù)開關(guān)選擇單步時(shí)，噴泉只能按照花樣選擇開關(guān)設(shè)定的方式，運(yùn)行一個(gè)循環(huán)；當(dāng)單步∕連續(xù)開關(guān)選擇連續(xù)時(shí)，噴泉按照花樣選擇開關(guān)設(shè)定的方式，運(yùn)行多個(gè)循環(huán)，直至按下停止按鈕?；友h(huán)方式選擇開關(guān)用于選擇噴泉的噴水花樣，本文設(shè)計(jì)四種噴水花樣循環(huán)。PLC控制系統(tǒng)體積小、功能強(qiáng)、可靠性高,且具有較大的靈活性和可擴(kuò)展性的特點(diǎn)。用 PLC花樣噴泉控制系統(tǒng)，

38、不但實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)轉(zhuǎn)換花樣噴泉的噴水樣式，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性，而且，美化了我們的生活環(huán)境，使我們的生活環(huán)境更加安逸、舒適。因此PLC控制系統(tǒng)具有一定的工程應(yīng)用和推廣價(jià)值。</p><p>　　三、花樣噴泉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 PLC型號(hào)的選擇</p><p>　　PLC產(chǎn)品的種類繁多。PLC的型號(hào)不同,對(duì)應(yīng)著其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編

39、程方式、價(jià)格等均各不相同,適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此,合理選用PLC,對(duì)于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。 </p><p><b>　　PLC機(jī)型的選擇</b></p><p>　　PLC的選擇主要應(yīng)從PLC 的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。PLC機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的

40、前提下,力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。選擇時(shí)應(yīng)主要考慮到合理的結(jié)構(gòu)型式,安裝方式的選擇,相應(yīng)的功能要求,響應(yīng)速度要求,系統(tǒng)可靠性的要求,機(jī)型盡量統(tǒng)一等因素。</p><p>　　3.1.1合理的結(jié)構(gòu)型式</p><p>　　PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。</p><p>　　整體式PLC的每一個(gè)I/O點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜,且體積相對(duì)較小,一般用于系統(tǒng)工藝過程

41、較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴(kuò)展靈活方便,在I/O點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、I/O模塊的種類等方面選擇余地大,且維修方便,一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。</p><p>　　3.1.2安裝方式的選擇</p><p>　　PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程I/O式以及多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。</p><p>　　集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程I/O硬件,

42、系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)程I/O式適用于大型系統(tǒng),系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣,遠(yuǎn)程I/O可以分散安裝在現(xiàn)場(chǎng)裝置附近,連線短,但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程I/O電源；多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)備分別獨(dú)立控制,又要相互聯(lián)系的場(chǎng)合,可以選用小型PLC,但必須要附加通訊模塊。</p><p>　　3.1.3相應(yīng)的功能要求</p><p>　　一般小型(低檔)PLC具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能,對(duì)于只

43、需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。對(duì)于以開關(guān)量控制為主,帶少量模擬量控制的系統(tǒng),可選用能帶A/D和D/A轉(zhuǎn)換單元,具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔PLC。</p><p>　　對(duì)于控制較復(fù)雜,要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算 、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能,可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度,選用中檔或高檔PLC。但是中、高檔PLC價(jià)格較貴,一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場(chǎng)合。</p><p>　　3

44、.1.4響應(yīng)速度要求</p><p>　　PLC是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器,不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用PLC,或者某些功能或信號(hào)有特殊的速度要求時(shí),則應(yīng)該慎重考慮PLC的響應(yīng)速度,可選用具有高速I/O處理功能的PLC,或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等。</p><p>　　3.1.5系統(tǒng)可靠性的要求</p>&l

45、t;p>　　對(duì)于一般系統(tǒng)PLC的可靠性均能滿足。對(duì)可靠性要求很高的系統(tǒng),應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。</p><p>　　3.1.6機(jī)型盡量統(tǒng)一</p><p>　　一個(gè)企業(yè),應(yīng)盡量做到PLC的機(jī)型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問題：</p><p>　　1)機(jī)型統(tǒng)一,其模塊可互為備用,便于備品備件的采購(gòu)和管理。</p><p>　

46、　2)機(jī)型統(tǒng)一,其功能和使用方法類似,有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高。</p><p>　　3)機(jī)型統(tǒng)一,其外部設(shè)備通用,資源可共享,易于聯(lián)網(wǎng)通信,配上位計(jì)算機(jī)后易于形成一個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。</p><p>　　綜上，本設(shè)計(jì)選擇西門子 S7-200 PLC。</p><p>　　四、PLC的工作原理</p><p><b>

47、;　　4.1掃描技術(shù)</b></p><p>　　當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。</p><p><b>　　4.2輸入采樣階段</b></p><p>　　在輸入采樣階

48、段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。</p><p>　　4.3用戶程序執(zhí)行階段</p><p

49、>　　在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。</p><p>　　即，

50、在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。</p><p><b>　　4.4輸出刷新階段<

51、/b></p><p>　　當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。</p><p>　　同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然，如果掃描周期所占用

52、的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。</p><p>　　一般來說，PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等，如下圖所示，即一個(gè)掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間的總和。</p><p>　　五、花樣噴泉I/O分配表及程序設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 I/O分配表</p><p><

53、;b>　　5.2程序初始化</b></p><p>　　初始化以及程序執(zhí)行一次大循環(huán)和停止時(shí)對(duì)所有狀態(tài)復(fù)位。</p><p><b>　　5.3噴泉花式1</b></p><p>　　按下啟動(dòng)按鈕X0，程序開始執(zhí)行，Y014為主電機(jī)，一直處于得電狀態(tài)。Y0到Y(jié)13每隔一秒順序點(diǎn)亮。當(dāng)Y13點(diǎn)亮后隔一秒種，Y0到Y(jié)13每隔一秒逆

54、序停止。逆序停止后，置位M9開始下一個(gè)流程。</p><p><b>　　5.4噴泉花式2</b></p><p>　　M9得電后Y0到Y(jié)13每隔一秒全亮全滅三次，次數(shù)到單數(shù)亮兩秒，雙數(shù)亮兩秒后執(zhí)行下一步程序。</p><p><b>　　5.5噴泉花式3</b></p><p>　　T31得電后，

55、每隔一秒，Y0-Y13,從兩邊向一次點(diǎn)亮，計(jì)數(shù)六次，計(jì)數(shù)到全停，開始下一個(gè)循環(huán)。</p><p>　　5.6 PLC接線圖</p><p>　　當(dāng)噴泉第八種噴射花樣結(jié)束后，噴泉進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)。在此調(diào)試過程中，主要觀察噴射花樣的運(yùn)行是否符合程序的設(shè)定。</p><p>　　其余三種循環(huán)方式，也是在噴泉處于單步運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行調(diào)試。</p><p>

56、;　　噴泉的四種循環(huán)方式選擇開關(guān)，可在噴泉處于單步運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行調(diào)試。噴泉運(yùn)行狀態(tài)下，按下噴泉循環(huán)方式選擇按鈕，完成四種方式間的切換調(diào)試。</p><p>　　以上調(diào)試完成后，噴泉在默認(rèn)（連續(xù)）狀態(tài)下啟動(dòng)，噴泉一直運(yùn)行下去。</p><p><b>　　六、設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：（1）該設(shè)計(jì)控制簡(jiǎn)單。</p>

57、;<p>　　（2）變化模式可選。</p><p><b>　?。?）可單步執(zhí)行。</b></p><p>　　缺點(diǎn)：（1）花樣變化比較單一。</p><p>　　（2）用PLC邏輯控制器設(shè)計(jì)，成本較高。</p><p><b>　　七、心得體會(huì)</b></p><

58、p>　　通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，利用 PLC在控制上的優(yōu)越性，使噴泉在實(shí)際生活中的噴水花樣，變化更多，更加完美。本設(shè)計(jì)采用PLC控制,利用PLC體積小、功能強(qiáng)、可靠性高,且具有較大的靈活性和可擴(kuò)展性的特點(diǎn),通過改變噴泉的控制程序或改變方式選擇開關(guān),就可以改變花樣噴泉的噴水規(guī)律,從而變換出各式花樣,以適應(yīng)不同季節(jié)、不同場(chǎng)合的噴水要求。能給人的視覺系統(tǒng)帶來一種更加美的享受。</p><p><b>　　八、

59、感謝詞</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)從開始工作到最終的完成都離不開我的指導(dǎo)老師XX老師的悉心指導(dǎo)和幫助。占老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。從占老師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向占老師致以最衷心的感謝和深深的敬意。</p><p>　　在完成設(shè)計(jì)的過程中，感謝眾多同學(xué)和任課教師的熱情幫助。</p&

60、gt;<p>　　最后，衷心感謝各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)審，有不足之處，敬請(qǐng)批評(píng)指正。</p><p><b>　　九、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.《三菱PLC快速入門與實(shí)例提高》 陳蘇波 楊俊輝 陳偉欣 常春藤</p><p>　　2.《三菱系列PLC原理及應(yīng)用》 王萬麗，郝慶文，臧永福 出版社：人民</p&