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胡静花样喷泉plc控制系统的设计

花样喷泉控制系统的设计

电气工程及其自动化专业胡静

[摘要]本设计重点要解决的是花样喷泉的花样造型问题，要解决这个问题需要分为两部分，因此花样喷泉控制系统分为硬件和软件两部分，硬件部分主要是设计主电路图、外部接线图、控制接线图，软件主要是用可变程序控制器编写出所要的喷泉花样并且按照期望的顺序循环执行实现花样喷泉运行的自动控制功能，可靠性大大提高。花样喷泉采用了可编程序控制器和交流变频技术，变频器具有优异的调速性能.可以控制喷泉水位的高度，自动控制通过计算机运行程序发出控制信号，使水型按照期望的花样进行变化。

[关键词]可编程控制器；花样喷泉；变频器；水泵

The Control System Design of Synchronised Fountain

Business Electrical Engineering and Automation Major Hu Jing Abstract:What this design needs to solve with emphasis is the pattern eruptive fountain pattern modelling question, must solve this problem to need to divide into two parts, therefore the pattern eruptive fountain control system divides into the hardware and the software two parts, the hardware part is mainly designs the main circuit chart, the exterior wiring diagram, the control wiring diagram, the software is mainly the eruptive fountain pattern which compiles with the invariable program timer wants, and realizes the pattern eruptive fountain movement automatic control function according to the expectation order looping execution, the reliability enhances greatly. The pattern eruptive fountain has used the programmable controller and the frequency changer technology frequency changer has the outstanding velocity modulation performance. May control the eruptive fountain water level the altitude, the automatic control sends out the control signal through the computer run procedure, is the water type carries on the change according to the expectation pattern.

Key words: Programmable controller; Pattern eruptive fountain; Frequency changer; Water pump

1. 引言..........................................................................................................................V

1.1本课题的研究背景.............................................................................................V 1.2课题研究的目的和意义.....................................................................................V

2 S7-200系列PLC的介绍........................................................................................ VI 2.1S7-200PLC的简介........................................................................................... VI

2.2S7-200系列PLC的选型................................................................................. VII

3 变频器的选择......................................................................................................... IX 3.1变频器的特性................................................................................................... IX

3.2变频器的选型................................................................................................... IX

4 花样喷泉控制系统的硬件体设计...........................................................................X 4.1花样喷泉系统的设计方案.................................................................................X

4.1.1 喷泉概况......................................................................................................X

4.1.2 喷泉水泵、喷头布置..................................................................................X 4.2花样喷泉控制系统的硬件设计....................................................................... XI

4.2.1 花样喷泉控制系统的主电路图................................................................ XI

4.2.2花样喷泉控制系统的结构框图和外部接线图...................................... XII

4.2.3 花样喷泉控制系统控制接线图和外部接线图..................................... XII

5 软件设计.............................................................................................................. X V

5.1花样喷泉控制系统的I/O分配表 ................................................................ X V 5.2程序编写........................................................................................................ X V

5.2.1 梯形图....................................................................................................... X V

5.2.2 程序指令表..............................................................................................XVI 5.3系统的调试与实现.........................................................................................XVI

结束语..................................................................................................................... XVII 参考文献................................................................................................................ X VIII 附录1 ........................................................................................................................XIX 附录2 ................................................................................................................... XXVII

致谢...................................................................................................................... XXXII

1. 引言

1.1 本课题的研究背景

随着城市化进程的加速，花样喷泉可以在人们周围随处可见。喷泉在炎热的夏日可以起到增湿和降温的作用；也为水体充氧，有利于水体增加自净能力，起到防止水体黑臭的作用。花样喷泉运行的灵活性是评价花式喷泉优劣的关键，而这与花样喷泉的控制系统息息相关。花式喷泉可以根据自己的设计，设计出各种各样的花样，加上灯光，能给人有种不错的视觉享受。1969 年美国数字设备公司研制书上世界第一台可编程控制器，并成功地应用在美国的生产线上。但当时只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制期，70 年代后期，随着微电子技术和计算机的迅猛发展，使可编程序控制器从开关量的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制域，真正成为一种电子计算机工业控制装置，故称为可编程控制器。可编程序控制器是继电器逻辑控制系统发展而来，所以它在数学处理、顺序控制方面具有一定优势。同时它也是在集成电路、计算机技术的基础上发展起来的一中新型工业控制设备。具有可靠性高、抗干扰能力强、设计、安装容易，维护工作量少、功能强、通用性好、开发周期短、成功率高、体积小，重量轻、功耗底等特点。具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，已经广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为实现工业生产自动化的支柱产品。与继电——接触器系统相比系统更加可靠；易于在现场变更程序；便于使用、维护、维修；能直接推动电磁阀、接触器及与之相当的执行机构；能向中央执行机构；能向中央数据处理系统直接传输数据等。因此，进行花样喷泉控制系统的设计。可以推动喷泉行业的发展，扩大可编程序控制器在自动控制领域的应用，具有一定的经济和理论研究的价值。

1.2 课题研究的目的和意义

喷泉广泛应用于广场、车站、公园等各种公共娱乐休闲场所，PLC用于喷泉控制，通过改变PLC的程序，可以改变喷泉的造型及各种不同颜色的灯光，使之产生千姿百态，五颜六色的喷泉效果。由于大规模集成电路与微型计算机技术的发展，给电气控制技术开辟了新的前景。PLC作为一种新型工业控制器，它将计算机的编程灵活、功能齐全、应用面广等优点与继电器系统的控制简单、使用方便、抗干扰能力强等优点结合起来、其本身有具有体积小、重量轻、耗电省等特点，因此，不仅在工业生产过程控制中的应用越来越广泛，而且在其他领域也得到了广泛应用。

在PLC高速发展的同时，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也到迅速发展，交流变频调速技术也已进入一个崭新的时代，其应用越来越广。而随着我国城市化进程的加快和人口大量集聚，环境越来越重要，好的环境能使心身愉快，做事效率提高。其

中喷泉可以湿润周围空气，减少尘埃，降低气温。喷泉的细小水珠同空气分子撞击，能产生大量的负氧离子，有益于改善社区面貌和增进居民身心健康。可编程序控制器因为稳定可靠、结构简单、成本低廉、简单易学、功能强大和使用方便已经成为应用面最广、最广泛的通用工业控制装置，成为当代工业自动化的主要支柱之一。花式喷泉控制要求接入设备使用简便，对应于系统组态的编程简单，具有人性化的人机界面，配备应用程序库，加快编程和调试速度。通过PLC 对程序设计，提高了喷泉的控制水平，并改善了喷泉的样式

2 S7-200系列PLC的介绍

2.1 S7-200 PLC的简介

S7-200PLC性价比极高，质量可靠，占据公司西门子工程产品销售额的50%左右。西门子在中国的OEM大客户表示，自从使用西门子S7-200PLC做自动控制配套以来，产品的稳定性，抗干扰能力大大增强，也使得自己产品的品牌形象得以提升。S7-200系列是一种可编程序逻辑控制器。它能够控制各种设备以满足自动化控制需求。紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集使S7-200成为各种控制应用的理想解决方案。最新升级的S7-200系列CPU224和226产品新老兼容性100%，运算速度提高40%，程序存储区扩大50%，数据存储区扩大60%，可选择在线程序编辑，同时增加CPU诊断LED、数据记录指令、配方指令、PID自整定指令、线性斜坡脉冲指令等。而全新产品CPU224XP 除了具备升级CPU的突出特性外，还集成有模拟量通道(2模拟量输入，1模拟量输出)，且具备双通信口(RS-485)，高速脉冲输出率提高500%(100KHz)，2相高速计数器频率提高500%(最大100KHz)，另外增加漏型或源型脉冲输出，TTL~24VDC高速计数器。集成模拟量I/O的产品CPU224XP可提供两路模拟量输入，可用于监视过程变量，如：速度、压力或流量等；一路模拟量输出(10位,0至10VDC和0至20mA),可用于控制简单的运动驱动，如物料输送系统或操作阀位置的控制。CPU224XP的双通信口扩大了S7-200产品的应用范围，能增加S7-200的销售量，特别是那些对性能有较高要求的应用。这种新型CPU增强了S7-200在简单运动控制、简单过程控制、位置控制、数据监视和采集(远程终端应用)和通讯方面的功能。最新研究的CPU产品都增强了位置控制功能，极大的提高了S7-200在简单步进电机和伺服系统应用中的位置控制特性。新增的PID自整定功能增强了S7-200在简单过程控制方面的能力，如温度控制或压力控制，同时Micro/WIN使PID调试变得更加简单容易。新增的数据记录指令可轻松实现数据记录功能，将设备或过程信息读取并永久保存，增加的特殊存储卡能够持久保存数据记录。另外，许多控制应用需要根据产品制造或控制过程经常改变公式或配方，因此需要存储

的信息量经常超过S7-200CPU变量寄存器的存储量。新增的配方功能指令，能实现配方功能，增加的特殊存储卡可持久保存/恢复配方。由于世界上约有70个国家使用夏时制，因此S7-200新增夏时补偿功能，能根据季节交替，设置时间自动补偿功能的指令。S7-200PLC还提供包含时间标记和事件标志的事件记录，以堆栈“后进先出”的原则存储在缓冲区中，通过CLEARPLC指令清空记录。每次上电、每次由STOP到RUN的转换和每次致命错误都会保存在事件记录中。新一代的文本显示界面提供了非常灵活的键盘布置和面板设计。键盘设计可选择多达20种不同形状、颜色和字体的按键，背景图像也可任意变化。通过最新版编程软件的键盘设计工具可轻松实现按键的布局。新的文本显示界面包括标准文本显示界面的基本操作功能，同时它又允许用户建立特别的可定制的面板设计，另外增加的一整套新的功能使得TD200C成为更加强大的文本显示屏。STEP7-Micro/WINV4.0是S7-200PLC系列产品的最新版编程软件。软件包括以下升级功能：PID自整定，超级项目树形结构，状态趋势图，PLC历史记录和事件缓存区，项目文件的口令保护，存储卡支持，和文本显示界面支持，PLC内置PTO指令向导，诊断LED组态，数据块页，新的字符串和变量。另外，最新版编程软件兼容性极强，支持当前所有S7-200CPU22x系列产品。PCAccessV1.0是专为连接S7-200PLC和S7-200通信模块而设计的服务器。它支持所有S7-200数据形式，最新版PLC编程软件中的符号都可以轻松移植到PC服务器项目中。PC服务器还具有外语安装选件，支持多PLC 连接及任何一种标准的OPC客户机，且支持所有的S7-200协议。PC服务器内置的客户机测试允许编程者迅速进行变量的在线测试。用户能够利用示例模板来建立项目。S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合的检测、监测及控制的自动化。强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列产品具有极高的性能/价格比。在以下几方面均有出色的表现：极高的可靠性；极丰富的指令集；易于掌握；便捷的操作；丰富的内置集成功能；实时特性；强劲的通讯能力；丰富的扩展模块。S7-200系列PLC在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备，如：冲压机床、磨床、印刷机械、橡胶化工机械、中央空调、电梯控制、运动系统、纺织机械、木工机械、污水处理、包装机等。S7-200产品凭借其先进性、成熟性和广泛的适用性在自动化产品中受到广泛的重视，相信此次发布的新产品一定能够满足部分用户的需求，同时在自动化领域中获得更广泛的应用

2.2 S7-200系列PLC的选型

在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和要求是设计选型的重要依据。因此，工程设计选型和估算时，应详细分

析工艺过程的特点、控制要求，控制人物和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。

首先是输入输出（I/O）点数的估算：I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%~20%的可扩展。余量后，作为输入输出点数估算数据。其次是存储器容量的估算：存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还为编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需要在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来代替。

存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同的公式，大体上都是按数字量I/O点数的10-15倍，加上模拟量的I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数，另外再按此数的25%考虑余量。因此本设计的PLC内存容量选择应能存储2000

条梯形图。这样才能在以后的改造过程中有足够的空间。再次控制功能的选择：该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、处理速度等特性的选择。根据本课题所设计控制的需要，主要介绍一下几种功能的选择。（1）控制功能：PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的控制功能，提高PLC的处理速度和节省存储器容量。（2）编程功能：离线编程方式：PLC和编程器共用一个CPU，编程器模式时，CPU 职位编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。在线编程方式：CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一个扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高，单系统调试和操作方便，在大中型PLC中常采用。PLC共有五种标准化编程语言：顺序功能图、梯形图、功能模块图三种图形化语言和语句表、结构文本两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准，同时还应支持多种语言编程形式，以满足特殊控制场合的控制要求。最后是是机型的选择：通过对输入/输出点的选择、对存储容量的选择、对I/O响应时间的选择以及输出负载的特点选型的分许。

该控制系统选用西门子S7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。我设计的花样喷泉共有6个输入，4个输出因此。选用型号S7-200的PLC。

3 变频器的选择

3.1 变频器的特性

变频器的特性首先表现在变频节能方面:变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。当使用变频调速时，如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求。其次表现在功率因数补偿节能：无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。最后变现在软启动节能上：电机硬启动对电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用。

3.2 变频器的选型

正确选用变频器的类型，首先按照生产机械的类型、调速范围、静态速度精度、起动转矩的要求，然后决定选用那种控制方式的变频器最合适。所谓合适是既要好用，又要经济，以满足工艺和生产的基本条件和要求为前提。

首先要考虑的是变频器功率：从效率角度出发，在选用变频器功率时，主要考虑了以下几点：(1)变频器功率值与电动机功率值相当时最合适，以利变频器在高的效率值下运转。(2)在变频器的功率分级与电动机功率分级不相同时，则变频器的功率要尽可能接近电动机的功率，但应略大于电动机的功率。(3)当电动机属频繁起动、制动工作或处于重载起动且较频繁工作时，可选取大一级的变频器，以利变频器长期、安全地运行。(4)若电动机实际使用功率有富余，可以考虑选用功率小于电动机功率的变频器，但要注意瞬时峰值电流是否会造成过电流保护动作。其次要选的是变频器箱体结构：变频器的箱体结构要与环境条件相适应，即必须考虑温度、湿度、粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素，这与能否长期、安全、可靠运行有很大关系。常见有下列几种结构类型：(1)敞开型：本身无机箱，适用装在电控箱内或电气室内的屏、盘、架上，尤其是多台

变频器集中使用时，选用这种型式较好，但环境条件要求较高：(2)封闭型：适用一般用途，可有少量粉尘或少许温度、湿度的场合：(3)密封型：适用工业现场条件较差些的环境；(4)密闭型：适用环境条件差，有水、尘及一定腐蚀性气体的场合。选用变频器时按负载的特性，可选用的品牌较多，本着满足功能要求、使用方便、体积小巧、经济实惠的原则，本控制系统选用普通的变频器。我设计的是通过变频器变频调速技术来控制每环电机的转速从而达到控制每环喷水管的喷水高度。

4 花样喷泉控制系统的硬件体设计

4.1 花样喷泉系统的设计方案

4.1.1 喷泉概况

喷泉是一种将水或其他液体经过一定压力通过喷头喷洒出来具有特定形状的组合体，提供水压的一般为水泵。现代城市中的喷泉形式已十分丰富。随着构筑物的大小及水压等的变化，喷泉或高或低、或珠或雾，精彩纷呈。可分为以下7 种：（一）普通喷泉：只有简单的几种固定水型及灯光，随着电源的开闭而控制喷泉的运行、水型和灯光变化。（二）程控喷泉：将各种水型及灯光，按照预先设定的排列组合进行控制程序的设计，通过计算机运行程序发出控制信号，使水型及灯光有各种各样的变化。（三）音乐喷泉：在程序控制喷泉的基础上加入了音乐控制系统，计算机通过对音频及MIDI 信号的识别，进行译码和编码，最终将信号输出到控制系统，使喷泉的造型及灯光的变化与音乐保持同步。（四）水幕激光喷泉：将激光器发出的激光束射在水幕喷头喷出的水膜上，激光束由激光控制系统编程控制，可发出多种多样的图案及色彩，照射在晶莹透明的水膜上，形成斑斓夺目的奇异效果。（五）水珍珠喷泉：利用特殊音波将水变成球体的喷水装置和全频高速闪光灯的视觉图像效果的产品组成。游戏喷泉：又称感应泉，喷泉水柱根据游人的动作产生反应，而且这种反应具有不确定性，是一种互动式喷泉，增强了娱乐氛围。跳跳喷泉：又名光亮泉。是一种高科技水景艺术，水形似根根晶莹透彻地冰柱，一串串飞向空中，轻舞飞扬,本设计主要是程控喷泉，具体方案如下所述。

4.1.2 喷泉水泵、喷头布置

此喷泉有五种不同的水柱，水柱越大，喷射高度越高，越占据中心位置。中心为一星形喷水管；第二圈是内环形状的喷水管，喷头数为4个，第三至四圈为外环形状的喷水管，喷头数为8个。每圈的喷头通过电磁阀由PLC控制。

该系统共4台水泵，第一圈1台2.2KW。第二圈1台2.2KW，第三圈1台3KW，第四圈1台3KW。

喷泉花样：喷泉按照以下三种花样一次循环动作。

1、2均为外环形状的喷水管，3为内环形状的喷水管，4为星形喷水管。该花样喷泉有三种喷水花样可供选择：第一种花样，4、3、

2、1隔2秒一次喷水，一起喷水15秒后停下，再按1、2、

3、4的次序隔2秒依次喷水，再一起喷水喷15秒后停下。第二种花样，1、3同时喷水，延时3秒后1、3停喷，同时2、4喷水，交替运行5次后1、2、3、4一起喷水，30秒后停止。第三种花样，1、2、3、4按顺序延时2秒喷水，然后一起喷30秒后1、2、3、4再分别延时2秒停喷。花样喷泉造型图如图1所示。

图1 花样喷泉造型图

4.2 花样喷泉控制系统的硬件设计

4.2.1 花样喷泉控制系统的主电路图

花样喷泉控制系统主电路图图如图2所示，该系统主要由四台水泵电机和四台变频器组成。从左到右四台水泵电机分别对应控制花样喷泉造型图中的1、2、3、4圈喷水管的喷头喷射与否。通过对变频器的参数设置可以控制每台水泵电机的转速从而控制每圈喷射管的喷高度。

KM1KM2QF1

KM3KM4

L1L2L3

3 ~

R S T R S T R S T R S T

VVVF VVVF VVVF VVVF

图2 花样喷泉控制系统主电路图

4.2.2花样喷泉控制系统的结构框图和外部接线图花样喷泉控制系统结构框图如图3所示。

图3 花样喷泉控制系统结构框图 4.2.3 花样喷泉控制系统控制接线图和外部接线图

花样喷泉控制系统共设计了三中花样。花样一要实现的功能如下：4、3、2、1隔2秒一次喷水，一起喷水15秒后停下，再按1、2、3、4的次序隔2秒依次喷水，再一起喷水喷15秒后停下。KM1线圈控制的是花样喷泉造型图种的1喷水管的喷头，KM2控制的是花样喷泉造型图中的2喷水管的喷头，KM3控制的是花样喷泉造型图中的3喷水管的喷头，KM4控制的是花样喷泉造型图中的3喷水管的喷头。花样一控制接线图如图4

按钮开关信号

PLC

变频器

电源

水泵

所示。

S B 2

S B 1

K T 1

K T 4

K M 4K T 1K M 3K T 2K M 2K T 3K M 1K T 4K M 1K M 2K M 3K M 4K T 5K M 1K T 6K M 2K T 7K M 3K T 8K M 4K T 9K M 1K M 2K M 3K M 4K T 10

K T 1K M 3K T 4

K T 2

K T 3K T 4K T 2K M 2K T 3K M 1K T 4

K T 4K M 1

K T 5

K T 5K T 6K M 1K T 6K M 2K T 7K T 7K T 8K M 3K T 8K M 4K T 9K T 9K M 1

K T 10

图4 花样一控制接线图

花样三要实现的功能是1、2、3、4按顺序延时2秒喷水，然后一起喷30秒后1、2、

3、4再分别延时2秒停喷。KM1线圈控制的是花样喷泉造型图种的1喷水管的喷头，KM2控制的是花样喷泉造型图中的2喷水管的喷头，KM3控制的是花样喷泉造型图中的3喷水管的喷头，KM4控制的是花样喷泉造型图中的3喷水管的喷头，花花样三控制接线图如图5所示。

SB1

SB2

KT15

KT11KM2

KT12KM3

KT13KM4

KT16

KT17

KT18

KT14

KM1KT11KM2KT12KM3KT13KM4KT14KT15

KT16

KT17

KT18

图5

花样三控制接线图

花样喷泉控制系统的外部接线图如图6所示：由图可以看出系统共有5个输入，4个输出。停止按钮按下后花样喷泉系统停止所有动作。启动按钮用来启动花样喷泉系统，只有启动按钮按下的情况下喷泉才有可能按照不同的花样进行变换。其余3个输入用于启动单个花样。四个水泵电机用于控制造型图中的四圈水泵电机。

L+

M Q0.3

Q0.2Q0.1Q0.0 1L

DC24V

I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5

L+

24V

DC 24V

KM1KM2KM3KM4

停止按钮启动按钮花样一按钮花样二按钮花样三停按钮

图6 花样喷泉控制系统的外部接线图

5 软件设计

5.1 花样喷泉控制系统的I/O 分配表

花样喷泉控制系统的I/O 分配表入表1所示。自动控制时只需按下启动按钮喷泉就按照花样一、花样二、花样三的顺序依次喷射，然后循环执行。表中停止按钮时遇到紧急情况是的急停按钮。手动控制时按花样一按钮喷泉就按花样一进行喷射，按下花样二按钮喷泉就按照花样二的造型喷射，按下花样三按钮喷泉就按照花样三的造型进行喷射。四个输出分别控制1、2、3、4圈的水泵电机。

5.2 程序编写

5.2.1 梯形图

梯形图是使用的最多的图形编程语言，被称为PLC 的第一编程语言。梯形图与电气控制系统的电路图很相似，具有直观易懂的优点，很容易被工厂电气人员掌握，特别是用于开关逻辑控制。梯形图常被称为电路或程序，梯形图的设计称为编程。花样喷泉控制系统的梯形图件附录1

表1 花样喷泉控制系统的I/O 分配表

I/O 分配表

编号

输入地址

编号

输出地址

I0.0 停止按钮Q0.0 控制1管喷水

I0.1 启动按钮Q0.1 控制2管喷水

I0.2 花样一按钮Q0.2 控制3管喷水

I0.3 花样二按钮Q0.3 控制4管喷水

I0.4 花样三按钮

5.2.2 程序指令表（见附录2）

5.3 系统的调试与实现

花样喷泉控制系统的调试首先进行硬件调试，可以用变量表来测试硬件，通过观察CPU模块上的故障指示灯来诊断故障。

下载程序之前应先将CPU的存储器复位，将CPU切换到STOP模式，下载程序时应同时下载硬件组态数据。启动时程序中的错误可能导致CPU停机，可以使用“模块信息”工具诊断和排除编程错误。

通过执行程序来检查系统的功能，可以在组织块中逐一调用各逻辑块，一步一步地调试程序。在调试时应保存好对程序的修改。调试结束后，保存调试好的程序。

硬件调试结束后要进行软件的调试。首先启动程序状态：可以通过在程序编辑器重显示执行语句表、梯形图或功能块图程序时的状态，来了解程序的执行情况，对程序进行调试。

启动程序状态的过程如下：将经过编译的程序下载到CPU；将CPU切换到RUN或RUN-P 模式；打开逻辑块，点击工具条上的在线监控状态，进入在线监控状态。启动完程序状态接下来是语句表程序状态的显示：从光标选择的程序段开始监视程序状态。在语句表编辑器中，右边窗口显示每条指令执行后的逻辑运算结果和状态位、累加器和状态字，以及其他内容。

在菜单命令“选项”-“自定义”打开的对话框的STL选项卡中，选择需要监视的内容。在“LAD/FBD”选项卡中可以设置梯形图和功能块图程序状态的显示方式。

梯形图程序状态的显示：梯形图和功能块用绿色连续线来表示状态满足，即有能流流过，用蓝色点状细线表示状态不满足，没有能流流过；用黑色连续线表示装态未知。

进入程序状态之前，梯形图中的线和元件因为状态未知，全部为黑色。启动程序后，从梯形图左侧垂直的电源线开始的连线均为绿色，表示有能流从电源线流出。有能流流过的处于闭合状态的触点，方框指令、线圈和导线均为绿色表示。经过调试花样喷泉控制系统的功能基本上实现。

结束语

毕业设计即将结束了，在这几个月的设计过程中，我得到了近似工程实际的综合训练，感到受益匪浅。首先，温故而知新。所学的专业知识得到了强化和巩固，对书中以前似懂非懂的理论知识都有了比较清楚的认识。其次，耐心能解决问题，认真能解决好问题。第一次面临这样综合的问题，头绪纷繁，不知从何下手，耐着性子一点一滴地看下去，慢慢地就理出头绪，知道该干什么了。粗心大意会增加额外的工作量。即使是草稿也不能太草，不能乱丢，便于以后核对，要留下一些空白，便于增加新内容。发现意外的问题要思考为什么，才能发现错误，或者学到新东西。第三，学无止境。在这次的设计过程中，我学到了许多工程应用上的知识，尽力完美自己的设计，但还是有一些问题没有解决，今后还要不段地学习，才能成为一名真正的工程师。第四，虚心向老师和同学请教，是快速掌握知识和解决问题的好方法。经过这次毕业设计，我知道了综合运用多门知识解决工程问题的过程，为今后从事设计工作做准备。最后，看着完成的毕业设计，在此我衷心的感谢各位老师和同学，特别是我的指导老师张菊燕老师在设计中给予的指导与鼓励。

谢谢你们！

参考文献

[1] 赵金荣．可编程序控制器原理及应用．上海：上海应用技术学，2003．5．

[2] 易传禄．可编程序控制器应用指南．上海：上海科普出版社，2001．3．

[3] 何超．交流变频调速技术．北京：北京航空航天大学出版社，2003．4．

[4] 张燕宾．变频调速应用实践．北京：机械工业出版社，2006．1．

[5] 杜金城．电气变频调速设计技术．北京：中国电力出版社，2005．8

[6] 李良仁．变频调速技术与应用．北京：电子工业出版社，2005．3．

[7] 朱绍祥．可编程序控制器（PC）原理与应用．上海：上海交大出版社， 2003．9

[8] 王兆义．可编程序控制器教程．北京：机械工业出版社，2004．11．

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[10] 钟肇新．可编程序控制器原理及应用．广州：华南理工大学出版社，2007．3．

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[12] 汤以范．电气与可编程序控制器技术．北京：机械工业出版社，2004．10．

[13] 廖常初．PLC编程及应用．北京：机械工业出版社， 2001．9

[15]Karl Heinz-John, Michael Tiegelkamp. IEC61131-3: Programming Industrial

AutomationSystems. Springer-Verlag Benlin Heidelberg. 2001.

[16] Anon.Frequeney Controlof Crane hoist Speed.steel Times international，v 27，ns，

july，2003.

附录1 梯形图

基于PLC控制花样喷泉设计

高等教育本科毕业论文基于PLC的花样喷泉设计考生姓名：准考证号：专业层次：本科院（系）：机械与动力工程学院指导教师：罗玉龙职称：讲师二O一0年十二月二十五日

高等教育本科毕业论文基于PLC的花样喷泉设计考生姓名：准考证号：专业层次：本科指导教师：罗玉龙院（系）：机械与动力工程学院二O一0年十二月二十五日

摘要 PLC是一种以微处理器为基础、带有指令存储器和输入输出接口,综合了微电子技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术的新一代工业控制装置。具有使用方便，运行可靠，控制程序段设计简单等优点。针对传统的喷泉控制系统一旦设计好控制电路，就不能随意改变喷水花样及喷水时间等问题，本设计结合西门子 S7-200 可编程控制器设计能适应不同季节、不同场合的喷水要求目的的花样喷泉系统。该花样喷泉控制系统不但实现了自动转换花样喷泉的喷水样式，而且提高了系统的可靠性和安全性，具有一定的工程应用和推广价值。关键词：PLC；花样喷泉；控制系统

The pattern design based on PLC fountain ABSTRACT PLC is a microprocessor-based, with instruction memory and input-output interface, a combination of micro-electronic technology, computer technology, automation technology, communications technology, a new generation of industrial control devices It is easy to use, reliable operation and control procedures designed to be simple.According to the traditional fountain control system design control circuit, if cannot change pattern and spray water, time, etc. This design with Siemens S7-200 PLC design can adapt different season, the different requirements of the water fountain system designs purpose. This figure fountain control system not only realizes the automatic conversion pattern of the fountain of the water, and improve the system of style, the reliability and safety of engineering application and dissemination value. Key words: PLC control, pattern fountain system

基于PLC的音乐喷泉控制系统设计(1)..

毕业设计（论文）题目基于PLC的音乐喷泉控制系统设计专业电气工程及其自动化班级 11电气2班学生张军（20113264 ）指导教师李林职称工程师高科学院 2015 年

摘要摘要音乐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，它集合声、光、色、形于一体，并产生千变万化的水景。随着可编程控制器的迅速发展，音乐喷泉对控制系统的要求也越来越高，使得越来越多的控制部分需要用可编程控制器来实现。本课题结合任务书的要求，以音乐喷泉为研究对象，采用三菱PLC作为喷泉的控制器。设计的控制方式有两种：一种是固定程序运行方式。是按事先设计好的步骤一步一步进行，循环执行。另一种控制方式是通过音乐控制喷泉。是通过PLC的中断程序采集播放音乐的音频信号，PLC对采集的音频信号进行标准化算法，将运算的数据转换成模拟量，通过模拟量输出口输出去控制变频器的输出频率，从而控制水泵转速，达到控制喷泉水柱的高低跟随音乐强弱的变化。本次设计对音乐喷泉控制系统的总体功能进行了分析，并且对可编程控制技术、变频控制技术的应用、发展趋势作了简要介绍，以及音乐喷泉控制总体设计方案、电气系统的整体设计和PLC程序设计思路、变频参数设置。本次设计改善了音乐喷泉系统的控制品质，提高了音乐喷泉控制系统的稳定性。关键词：音乐喷泉，控制系统，可编程控制器，变频器

ABSTRACT ABSTRACT In recent years, music fountain is the emergence of a garden building combined with a fancy watch a product, its collection of sound, light, color, shape, and generates kaleidoscope waterscape. Along with the rapid development of the programmable controller, music fountain is becoming more and higher to the requirement of control system; make more and more need to use PLC to realize control part. This topic combined with the requirements of the specification, with music fountain as the research object; adopt Mitsubishi PLC as the controller of the fountain model. Design of the control method has two kinds: one is fixed program operation mode. According to design a good steps in advance step by step, execution cycles. Another way of control is through the music fountain control. By PLC interrupt program audio signal collection and play music, audio signal of PLC to standardize algorithm, the algorithm of data into analog and output by analog output to control the output frequency of frequency converter, so as to control water pump speed, to control the fountain water column height to follow music strength changes. The design of music fountain control system's overall function is analyzed, and the programmable control technology, the application of variable frequency control technology, the development trends are briefly introduced, as well as the music fountain control overall design, the overall design of the electric system and PLC program design and parameter setting of inverter. This design improves the music fountain system control quality; improve the stability of music fountain control system. KEY WORDS: Musical fountain，Control system，PLC，frequency

基于PLC的花样喷泉设计毕业设计开题报告

基于PLC的花样喷泉设计指导教师：zja 2008级电气自动化专业学号201111957姓名 qianqian 摘要针对传统的喷泉控制系统一旦设计好控制电路，就不能随意改变喷水花样及喷水时间等问题，本设计结合西门子S7-200可编程控制器设计能适应不同季节、不同场合的喷水要求目的的花样喷泉系统。该花样喷泉控制系统不但实现了自动转换花样喷泉的喷水样式，而且提高了系统的可靠性和安全性，具有一定的工程应用和推广价值。关键词：PLC；花样喷泉；控制系统

The pattern design based on PLC fountain Tutor: Guilin Liu Professional Electrical automation 2008 No.200811957 Name：Qianqian Cao Abstract According to the traditional fountain control system design control circuit, if cannot change pattern and spray water, time, etc.This design with Siemens S7-200 PLC design can adapt different season, the different requirements of the water fountain system designs purpose.This figure fountain control system not only realizes the automatic conversion pattern of the fountain of the water, and improve the system of style, the reliability and safety of engineering application and dissemination value. Key words: PLC control, pattern fountain system

PLC控制花样喷泉课程设计报告

- 学院：电子与信息工程学院专业：电气工程及其自动化课程名称：花式喷泉的PLC控制设计指导教师：刘芳梅学生学号：华进049 段石磊096 付成028

1喷泉介绍常见的几种花样喷泉随着时代的发展，科技水平的提高，城市的喷泉设备已经十分先进，各种音乐喷泉、程控喷泉、激光喷泉已经层出不穷，变化多端。规模可大可小，射程可高可低，喷出的水，大者如珠，细者如雾，变化万千，引人入胜。喷泉，使静水变为动水，使水也有了灵魂，又辅之以各种灯光效果，使水体具有丰富多彩的形态，可以缓冲、软化城市中“凝固的建筑物”和硬质的地面，以增加城市环境的生机，有益与身心健康并能满足视觉艺术的需要。大型城市广场中的人工动态喷泉，也多来自自然的种种水态，如瀑布、水帘、溢流、溪流、壁泉等，随着科学技术的发展进步，各种喷泉真是花样翻新、层出不穷，几乎达到了人们随心所欲创造各种晶莹剔透、绚丽多姿动态水景的程度。喷泉在当今时代，已经形成了一道独特的人文景观。下面是一些我们日常生活中常见的喷泉：音乐喷泉是音乐和喷泉的结合，音乐是喷泉的主题，喷泉是音乐内涵的表达，如图1-1 图1-1音乐喷泉程控喷泉是按照预先编辑的程序定时变换喷水造型，如图1-2。图1-2程控喷泉跑动喷泉是按照时序控制喷水，构成各种跑动、跳动、波动等形态，变化多端，如图1-3 图1-3跑动喷泉

可是用单片机通过可控硅作为功率开头元件实现花样喷泉时存在下面的缺点： 1、需要较多的保护电路；2、程序的增减不灵活；3、抗干扰能力差； 4、功率因数低。而采用PLC能有效的解决这些问题，同时PLC具有较强的自诊断功能，能迅速方便检查出故障，缩短检修时间，确保控制系统的可靠性，稳定性。花样喷泉的动作状态 1.按下启动按钮，喷泉开始工作；按下停止按钮，喷泉停止工作； 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； 4.花样选择开关用于选择喷泉的喷水花样，考虑以下4种喷水花样：花样选择开关在位置1时，按下启动按钮后，4号喷头喷水，延时2s后，3号喷头喷水，在延时2s后，2号喷头喷水，又延时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。花样选择开关在位置2时，按下启动按钮后，1号喷头喷水，延时2s后，2号喷头喷水，在延时2s后，3号喷头喷水，又延时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。花样选择开关在位置3时，按下启动按钮后，1号、3号喷头喷水，延时3s后，2号、4号喷头喷水，同时1号、3号喷头停止喷水。如此交替运行15s后，4组喷头全部喷水，30s后，如果为单步工作方式，则停下来；如果连续工作方式，则继续循环下去。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，依次间隔2s停止喷水。在经1s延时，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。 2 PLC的研究现状 PLC的应用领域目前PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类: 1、开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 2、模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都

基于plc的花样喷泉控制系统设计

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 (5) 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。

PLC自动喷泉控制课程设计--基于S7-200PLC的自动喷泉控制系统设计

《电气控制与可编程控制技术》课程设计（2009级本科）系（部）院：物理与机电工程学院专业：电气工程及其自动化作者姓名：指导教师：职称：副教授完成日期：2012 年12 月14 日

课程设计任务书

目录一、引言 (1) 二、设计目的 (1) 三、设计任务及要求 (1) 3.1 设计要求： (1) 3.2 设计任务： (2) 四PLC的选型 (3) 4.1 PLC的选型原则 (3) 4.2 PLC选型 (4) 五、硬件设计 (4) 5.1设计步骤： (4) 5.2 PLC的I\O分配表 (4) 5.3 控制面板图 (5) 5.4系统I/O口接图 (6) 六控制程序设计 (7) 6.1控制程序流程图设计 (7) 6.2 程序说明 (7) 6.3 程序梯形图 (7) 七系统仿真与调试 (11) 7.1仿真及调试的步骤 (11) 7.2 过程演示 (11) 八总结 (14)

九参考文献 (15)

一、引言在游人和居民经常光顾的场所，如公园、广场、旅游景点及一些知名建筑前，经常会修建一些喷泉供人们休闲、观赏。这些喷泉按一定的规律改变喷水式样，如果再与五颜六色的灯光相配合，在和和谐优雅的音乐中，更使人心旷神怡，流连忘返。利用PLC 控制喷泉喷水方式，产生各样的样式。在系统的硬件组成以及软件的实现，通过PLC 控制电磁阀开关来决定喷水的效果，供人们休闲、观赏。自动喷泉控制的实现方法很多，本设计题目为基于可编程控制器（PLC ）的喷泉控制系统，用PLC 进行控制不仅能够进行多种水型切换，而且能将各种水型、灯光按预先设定的排列组合进行控制程序的设计，通过计算机运行控制程序发出控制信号，使水型、等过实现多姿多彩的变化。通过上位机（PC ）与PLC 之间的通讯来监控喷泉的状态与效果，进而控制电动机，以达到顺利实现工业控制的要求及目的，同时还要达到低功耗、高性价比、运行可靠等基本要求。二、设计目的通过对自动喷泉PC －PLC 控制系统的工作原理的分析、系统设计、编程、及上机调试工作的实践，了解电器控制系统的一般设计思路，熟悉和掌握外围电路系统和软件设计的方法，并掌握利用PC 对PLC 工作状况进行监控的方法。三、设计任务及要求 3.1 设计要求：有16个彩灯代表16个喷头，有4个选择按钮，如下图1-1所示。采用S7-200PLC 进行控制，实现四种以上的自动喷泉花样。彩灯按钮 SB1SB2SB3SB4

基于PLC的花样喷泉设计

第一章绪论课题研究背景随着城市化进程的加速，花式喷泉可以在人们周围随处可见。比如广场，大厦，小区等。花式喷泉是人造小气候，在炎热的夏日可以起到增湿和降温的作用；也为水体充氧，有利于水体增加自净能力，起到防止水体黑臭的作用。花式喷泉运行的灵活性是评价花式喷泉优劣的关键，而这与花式喷泉的控制系统息息相关。花式喷泉可以根据自己的设计，设计出各种各样的花样，加上灯光，能给人有种不错的视觉享受。 1969年美国数字设备公司（dec）研制书上世间第一台可编程控制器，并成功地应用在美国（gm）的生产线上。但当时只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称plc(programmablc logic controller)。 1985年国际电子委员会（iec）对plc的定义如下： Plc是自动控制技术，计算机技术和通讯技术于一体的一种新型工业控制装置，已跃居工业自动化三大支柱（plc、robot、cad/cam）的首位。可编程控制器，简称plc。它在集成电路、计算机技术的基础上发展起来的一种新型工业控制设备。具有1.可靠性高、抗干扰能力强2.设计、安装容易3.维修工作量少4.功能强、通用性好5.开发周期短、成功率高6.体积小、重量轻、功耗底等特点。具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，已经广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为工业生产自动化的支柱产品。与继电——触发器系统相比系统更加可靠;价格上能与继电——接触器控制系统竞争；易于在现场变更程序；便于使用、维修、维护；能直接推动电磁阀、接触器与之相当的执行机构；能向中央执行机构。因此，进行花式喷泉的plc控制系统的设计，可以推动喷泉行业的发展，

PLC控制的花样喷泉_毕业论文

安徽机电职业技术学院基于PLC控制的花样喷泉毕业生姓名：指导教师、职称：学号：专业名称：生产过程自动化技术

目录目录 (1) 引言.......................................................................................... 错误！未定义书签。一. PLC 概述............................................................................. 错误！未定义书签。 1.1 PLC 的产生................................................................... 错误！未定义书签。 1.2 PLC 的结构................................................................... 错误！未定义书签。 1.3 PLC 的应用领域............................................................ 错误！未定义书签。 1.3.1 开关量的逻辑控制............................................... 错误！未定义书签。 1.3.2 模拟量控制 (3) 1.3.3 运动控制............................................................. 错误！未定义书签。 1.3.4 过程控制 (4) 1.3.5 数据处理............................................................. 错误！未定义书签。 1.3.6 通信及联网 (5) 1.4 PLC 的应用特点 (5) 1.4.1 可靠性高 (5) 二、概述及设计目的 (7) 2.1 概述 (7) 2.2 设计目的 (7) 2.3 研究思路和方法 (8) 三、花样喷泉系统的设计 (9) 3.1 PLC 型号的选择 (9) 3.1.1 合理的结构型式 (9) 3.1.2 安装方式的选择 (9) 3.1.3 相应的功能要求 (10) 3.1.4 响应速度要求 (10) 3.1.5 系统可靠性的要求 (10) 3.1.6 机型尽量统一 (11) 四、PLC 的工作原理 (12) 4.1 扫描技术 (12) 4.2 输入采样阶段 (12) 4.3 用户程序执行阶段 (12) 4.4 输出刷新阶段 (13) 五、花样喷泉I/O 分配表及程序设计 (14) 5.1 I/O 分配表 (14) 5.2 程序初始化 (15)

基于PLC的花样喷泉控制系统设计说明

基于PLC的花样喷泉控制系统设计

基于PLC的花样喷泉设计摘要针对传统的喷泉控制系统一旦设计好控制电路，就不能随意改变喷水花样及喷水时间等问题，本设计结合西门子S7-200 可编程控制器设计能适应不同季节、不同场合的喷水要求目的的花样喷泉系统。花样喷泉控制系统的主要任务就是改变喷泉的喷水样式，以达到有规律的改变喷泉喷水样式的目的。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。喷泉工作方式由花样选择开关和单步∕连续开关决定。当单步∕连续开关选择单步时，喷泉只能按照花样选择开关设定的方式，运行一个循环；当单步∕连续开关选择连续时，喷泉按照花样选择开关设定的方式，运行多个循环，直至按下停止按钮。花样循环方式选择开关用于选择喷泉的喷水花样，本文设计四种喷水花样循环。PLC控制系统体积小、功能强、可靠性高，且具有较大的灵活性和可扩展性的特点。用PLC花样喷泉控制系统，不但实现了自动转换花样喷泉的喷水样式，提高了系统的可靠性和安全性，而且，美化了我们的生活环境，使我们的生活环境更加安逸、舒适。因此PLC控制系统具有一定的工程应用和推广价值。关键词：喷泉，PLC控制，花样喷泉系统

The pattern design based on PLC fountain Abstract In traditional fountain control system design good control circuit, once can't change pattern and water spraying time such issues, the design with Siemens s7-200 PLC design can adapt to different season , different occasions of hydraulic requirements the pattern of the fountain system purpose. Figure fountain control system is the main task of the change of style, water fountain in order to achieve regular change of the water fountain style purpose. Press the start button, and fountains device started to work, and press the stop button, fountain control device to stop working. Work by pattern choice fountain way switch and a single step/continuous switch decision. When a single step/continuous switch choose single step, fountain can

花式喷泉的PLC控制设计

《电气控制技术》课程设计说明书自动喷泉PLC控制系统设计学院：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：职称专业：电气工程及其自动化班级：学号：完成时间：

湖南工学院电气控制技术课程设计课题任务书学院：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化

1 绪论 1.1课题研究背景随着城市化进程的加速，花式喷泉可以在人们周围随处可见。比如广场，大厦，小区等。花式喷泉是人造小气候，在炎热的夏日可以起到增湿和降温的作用；也为水体充氧，有利于水体增加自净能力，起到防止水体黑臭的作用。花式喷泉运行的灵活性是评价花式喷泉优劣的关键，而这与花式喷泉的控制系统息息相关。花式喷泉可以根据自己的设计，设计出各种各样的花样，加上灯光，能给人有种不错的视觉享受。 1985年国际电子委员会（iec）对plc的定义如下： Plc是自动控制技术，计算机技术和通讯技术于一体的一种新型工业控制装置，已跃居工业自动化三大支柱（plc、robot、cad/cam）的首位。可编程控制器，简称plc。它在集成电路、计算机技术的基础上发展起来的一种新型工业控制设备。具有1.可靠性高、抗干扰能力强2.设计、安装容易3.维修工作量少4.功能强、通用性好5.开发周期短、成功率高6.体积小、重量轻、功耗底等特点。具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，已经广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为工业生产自动化的支柱产品。与继电——触发器系统相比系统更加可靠;价格上能与继电——接触器控制系统竞争；易于在现场变更程序；便于使用、维修、维护；能直接推动电磁阀、接触器与之相当的执行机构；能向中央执行机构。因此，进行花式喷泉的plc控制系统的设计，可以推动喷泉行业的发展，扩大plc在自动控制领域的应用，具有一定的经济和理论研究的价值。 1.2课题设计的目的和意义随着我国经济的高速发展，微电子技术，计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，交流变频调速技术已经进入个崭新的时代，其应用越来越广。而随着我国城市化进程的加快和人口大量集聚，环境越来越重要，好的环境能使心身愉快，做事效率提高。其中喷泉可以湿润周围空气，减少尘埃，降低气温。喷泉的细小水珠同空气分子撞击，能产生大量的负氧离子，有益于改善社区面貌和增进居民身心健康。

自动喷泉的PLC控制

第1章控制工艺分析 1.1系统描述及控制要求在游人和居民经常光顾的场所，如公园、广场、旅游景点及一些知名建筑前，经常会修建一些喷泉供人们休闲、观赏。这些喷泉按一定的规律改变喷水式样，如果再与五颜六色的灯光相配合，在和和谐优雅的音乐中，更使人心旷神怡，流连忘返。利用PLC控制喷泉喷水方式，产生各样的样式。在系统的硬件组成以及软件的实现，通过PLC控制电磁阀开关来决定喷水的效果，供人们休闲、观赏。自动喷泉控制的实现方法很多，本设计题目为基于可编程控制器（PLC）的喷泉控制系统，用PLC进行控制不仅能够进行多种水型切换，而且能将各种水型、灯光按预先设定的排列组合进行控制程序的设计，通过计算机运行控制程序发出控制信号，使水型、等过实现多姿多彩的变化。通过上位机（PC）与PLC之间的通讯来监控喷泉的状态与效果，进而控制电动机，以达到顺利实现工业控制的要求及目的，同时还要达到低功耗、高性价比、运行可靠等基本要求。基于以上要求，本系统应具有以下功能喷泉一： ①按下启动按钮X0，再按下K1按钮选择花样喷泉1模式 ② 6号喷头先喷，1s后11号喷 ③ 1s后7号喷，1s后10号喷喷 ④同时喷5s后，6、7、10、11都停 ⑤重复循环②--④步骤喷泉二： ①按下K2选择花样喷泉2模式 ② 3号喷头先喷，2s后12号喷 ③ 2s后14号喷头喷，2s后5号喷 ④ 3、12、14、5同时喷10s ⑤重复循环②--④步骤喷泉三： ①按下K3选择花样喷泉3模式 ② 2、8、15、9同时先喷10s ③再1s后一次间隔1s停 ④重复循环②--③步骤

喷泉四： ①按下K4选择花样喷泉4模式 ② 1、4、16、13同时喷 ③ 1分钟后同时停 ④重复循环②--③步骤 1.2 喷泉示意图图1-1 喷泉示意图 1.3 喷泉控制的方案论证喷泉控制系统可以由单片机、工控机和PLC等多种方式实现，通过依次对其进行可行性分析可以确定适用于本系统的最佳方案。单片机控制系统：是把微型计算机的各部件——中央处理器、存储器、输入输出接口电路、定时器、计数器等制作在一块集成电路芯片上，构成一个完整的微型计算机。由于单片机需要附属很多的外围电路，对电路的设计水平要求很高，否则变很可能降低系统的稳定性。而且小规模的制作会增加成本，所以单片机控制系统不是最佳方案。工控机控制系统：由于喷泉控制系统的环境相对工业控制环境要好的多，而且喷泉控制系统对连续长时间工作的能力要求不高，用工控机设计喷泉控制系统实属大材小用。而且工控机的价格较通层次的PC要高，这样就更增加了系统的成本，降低了整体的性价比。

基于PLC花样喷泉设计毕业设计开题报告

基于PLC的花样喷泉设计针对传统的喷泉控制系统一旦设计好控制电路，就不能随意改变喷水花样及喷水时间等问题，本设计结合西门子S7-200可编程控制器设计能适应不同季节、不同场合的喷水要求目的的花样喷泉系统。该花样喷泉控制系统不但实现了自动转换花样喷泉的喷水样式，而且提高了系统的可靠性和安全性，具有一定的工程应用和推广价值。

引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S7-200PLC控制为核心的花样喷泉控制系统的设计。花样喷泉在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。

第1章PLC简介 1.1可编程序控制器简介可编程序控制器PC（Programmable Controller）又称可编程序控制器PLC （Programmable Logic Controller），是微机技术与继电器常规控制技术相接合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机。它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电器操作维护人员的技能和习惯，摈弃了微机常用的计算机编程语言的表达形式，独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使用户程序的编制清晰直观、方便易学，调试和查错都很容易。PLC现已成为现代工业控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功能、易于与计算机接口、能对模拟量进行控制、具备告诉计数与位控等高性能模块等优异性能，日益取代由大量中间继电器、时间继电器、计数继电器等组成的传统继电－接触控制系统在机械、化工、石油、冶金、电力、轻工、电子、纺织、食品、交通、等行业得到广泛应用。PLC 的应用深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一。 1.2PLC的结构 PLC和一般的微型计算机基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。PLC的硬件系统由微处理器(CPU)、存储器(EPROM，ROM)、输入输出(I/O)部件、电源部件、编程器、I/O扩展单元和其他外围设备组成。各部分通过总线(电源总线、控制总线、地址总线、数据总线)连接而成。其结构简图如下：

喷泉的PLC控制

喷泉的PLC控制学院机电工程学院专业自动化姓名学号

1.系统控制要求系统要求用两个按钮来控制A、B、C三组喷头工作（通过控制三组喷头的电动机来实现）。系统控制要求具体如下。当按下启动按钮后，A组喷头先喷5s后停止，然后B、C组喷头同时喷：5s后，B组喷头停止、C组喷头继续喷5s再停止；而后A、B组喷头喷7s，C组喷头在这7s的前2s 内停止，后5s内喷水；接着A、B、C三组喷头同时停止3s，以后重复前述过程。按下停止按钮后，三组喷头同时停止喷水。下图为A、B、C三组喷头工作时序图 5s 2s 5s A 3s 5s B 10s 5s C 2.确定输入/输出设备，并为其分配合适的I/O端子输入输出输入对应PLC端子功能说明输出对应PLC端子功能说明 SB1 X000 启动控制KM1 Y000 驱动A组电动机SB2 X001 停止控制KM2 Y001 驱动B组电动机 KM3 Y002 驱动C组电动机3.绘制喷泉控制线路图

4.编写PLC控制程序梯形图说明（1）启动控制按下启动按钮SB1 X000常开触点闭合辅助继电器M0线圈得电【1】M0自锁触点闭合，锁定M0线圈供电【29】M0常开触点闭合，Y000线圈得电KM1线圈得电电动机A运转A组喷头工作【4】M0常开触点闭合，定时器T0开始5s计时

5s后，定时器T0动作【29】T0常闭触点断开Y000线圈失电电动机A停转A组喷头停止工作【35】T0常开触点闭合Y001线圈失电电动机B运转B组喷头工作【41】T0常开触点闭合Y002线圈失电电动机C运转C组喷头工作【9】T0常开触点闭合，定时器T1开始5s计时 5s后，定时器T1动作【35】T1常闭触点断开Y001线圈失电电动机B停转B组喷头停止工作【13】T1常开触点闭合，定时器T2开始5s计时 5s后，定时器T2动作【31】T2常开触点闭合Y000线圈得电电动机A运转A组喷头开始工作【37】T2常开触点闭合Y001线圈得电电动机B运转B组喷头开始工作【41】T2常闭触点断开Y002线圈失电电动机C停转A组喷头停止工作【17】T2常开触点闭合，定时器T3开始2s计时 2s后，定时器T3动作【43】T3常开触点闭合Y002线圈得电电动机C运转C组喷头开始工作【21】T3常开触点闭合，定时器T4开始5s计时 5s后，定时器T4动作【31】T4常闭触点断开Y000线圈失电电动机A停转A组喷头停止工作【37】T4常闭触点断开线圈失电电动机B停转B组喷头停止工作【43】T4常闭触点断开Y002线圈失电电动机C停转C组喷头停止工作【25】T4常开触点闭合，定时器T5开始3s计时 3s后，定时器T5动作【4】T5常闭触点断开定时器T0复位【29】T0常闭触点闭合Y000线圈得电电动机A运转【35】T0常开触点断开【41】T0常开触点断开【9】T0常开触点断开定时器T1复位，T1所有触点复位，其中【13】T1常开触点断开使定时器T2复位定时器T2复位，T2所有触点复位，其中【17】T2常开触点断开使定时器T3复位定时器T3复位，T3所有触点复位，其中【21】T3常开触点断开使定时器T4复位定时器T4复位，T4所有触点复位，其中【25】T4常开触点断开使定时器T5复位【4】定时器T5常闭触点闭合，定时器T0开始5s计时，以后会重复前面的工作过程。

基于PLC的花样喷泉控制系统设计

基于PLC得花样喷泉控制系统设计

基于PLC得花样喷泉设计摘要针对传统得喷泉控制系统一旦设计好控制电路,就不能随意改变喷水花样及喷水时间等问题,本设计结合西门子S7-200可编程控制器设计能适应不同季节、不同场合得喷水要求目得得花样喷泉系统。花样喷泉控制系统得主要任务就就是改变喷泉得喷水样式,以达到有规律得改变喷泉喷水样式得目得。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。喷泉工作方式由花样选择开关与单步∕连续开关决定。当单步∕连续开关选择单步时,喷泉只能按照花样选择开关设定得方式,运行一个循环;当单步∕连续开关选择连续时,喷泉按照花样选择开关设定得方式,运行多个循环,直至按下停止按钮。花样循环方式选择开关用于选择喷泉得喷水花样,本文设计四种喷水花样循环。PLC控制系统体积小、功能强、可靠性高,且具有较大得灵活性与可扩展性得特点。用PLC 花样喷泉控制系统,不但实现了自动转换花样喷泉得喷水样式,提高了系统得可靠性与安全性,而且,美化了我们得生活环境,使我们得生活环境更加安逸、舒适。因此PLC控制系统具有一定得工程应用与推广价值。关键词:喷泉,PLC控制,花样喷泉系统 The pattern design based on PLC fountain Abstract In traditional fountain control system design good control circuit, once can't change pattern and water spraying time such issues, the design with Siemens s7-200 PLC design can adapt to different season , different occasions of hydraulic requirements the pattern of the fountain system purpose、Figure fountain control system is the main task of the change of style, water fountain in order to achieve regular change of the water fountain style purpose、Press the start button, and fountains device started to work, and press the stop button, fountain control device to stop working、Work by pattern choice fountain way switch and a single step/continuous switch decision、When a single step/continuous switch choose single step, fountain can only choose switch is set according to the pattern, run a cycle way; When a single step/continuous switch choice, according to the pattern for fountain switch selector way, operation DuoGe circulation, press the stop button until、Figure cycle way choice to select a fountain of hydraulic switch pattern, the paper presents the design of four kinds of water spray pattern cycle、PLC control system small volume and powerful function, high reliability, and has a greater flexibility and

PLC课程设计自动喷泉的控制系统设计精品

电气控制技术课程设计题目: 自动喷泉的控制系统设计院系名称：电气工程学院专业班级：学生姓名：学号：指导教师：

目录 1系统概述 (1) 1.1设计的目的 (1) 1.2设计内容 (1) 1.3实现的目标 (1) 2方案论证 (2) 2.1方案比较 (2) 2.2方案选择 (4) 3硬件设计 (5) 3.1系统的原理框图 (5) 3.2主电路 (5) 3.3 I/O分配 (6) 3.4 I/O接线图 (7) 3.5元器件选型 (8) 4软件设计 (10) 4.1主流程 (10) 4.2梯形图 (11) 5系统调试 (13) 设计心得 (18) 参考文献 (18) 附录1元件清单 (19) 附录二语句表 (20)

1系统概述 1.1设计的目的通过对自动喷泉PLC控制系统的工作原理的分析、系统设计、编程、及上机调试工作的实践，了解电器控制系统的一般设计思路，熟悉和掌握外围电路系统和软件设计的方法，并掌握PLC工作状况进行监控的方法. 1.2设计内容有16个阀门（喷头），有4个选择按钮，如下图所示。实现四种以上的自动喷泉花样主要内容包括： 1. 设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等； 2. 系统有启动/停止按钮； 3. 实现四种以上的自动喷泉花样控制；（自己定义） 5. 程序结构与控制功能自行创新设计； 6. 进行系统调试，实现自动喷泉的控制要求。 7. 电机3KW,380V 1.3实现的目标按照设计要求有16个彩灯代表16个喷头，有4个选择按钮，实现四种以上的自动喷泉花样，4个选择按钮分别控制4种喷泉花样，同时四种喷泉花样应该相互独