自动喷泉的PLC控制设计.docx

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自动喷泉的PLC控制设计

1.3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。

图1-1喷头分布与方式选择按钮

基于以上要求，本系统应具有以下功能

花样一：

①按下启动按钮，再按下SB1按钮选择花样1模式

②1到4号亮，

③1秒后灯5到8亮，1到4号灭

④1秒后，9到12亮，5到8灭

⑤1秒后13到16亮，9到12灭

⑥1秒后，重复②到⑥

花样二：

①按下启动按钮，再按下SB2选择花样2模式

②灯6、7、10、11亮

③1s后灯1、4、13、16亮，6、7、10、11灭

④1秒后重复循环

--

步骤

花样三：

①按下启动按钮，再按下SB3选择花样3模式

②灯1亮，

③1秒后灯6亮灯1灭

④1秒后11亮6灭

⑤1秒后灯16亮11灭

⑥1秒后重复②到⑥

花样四：

①按下启动按钮，再按下SB4选择花样4模式

②灯4亮

③1秒后灯7亮

④1秒后灯10亮

⑤1秒后灯13亮

1.4设计任务

根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行自动喷泉的控制原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。

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，单步/连续功能按钮；

3.熟练运用指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；

4.实现四种以上的自动喷泉花样控制；

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

第二章控制系统设计

2.1控制程序流程图设计

图2.1控制程序流程图

2.2PLC的选型

2.2.1最大限度地满足被控对象的控制要求

充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计过程中最重要的一条原则。

这就要求设计人员在设计之前就要深入现场进行调查研究，充分收集控制现场的资料，同时收集相关国内、国外相关的资料。

同时还要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员等紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。

2.2.2保证PLC控制系统安全可靠

保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。

这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程等方面要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。

例如：

应该保证PLC控制程序不仅能在正常条件下运行，而且要在非正常情况下，也能正常工作。

2.2.3力求简单、经济、使用及维修方便

一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。

因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。

这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。

2.2.4适应发展的需要

由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。

这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。

2.2.5PLC选型

S7-200PLC它有四种不同的型号，由于设计要求有6个输入点和16个输出点，因而选择S7-CPU226最为合适。

CPU226主机数字量I/O点为24输入/16输出共40个；扩展能力强，可连续7个扩展模块，最大扩展至248个数字量I/O点或35路模拟量I/O点；13KB程序和数据存取空间；6个独立的30KHz高数计数器，2路独立的20KHz高数缓冲输出，具有PID控制器；I/O端子排可能很容易地整体拆卸，是具有将强控制能力的控制器。

2.3PLC的I/O分配表

根据系统要求所选择的I/O表如下表所示：

功能元件

输入点

功能元件

输出点

启动按钮SB1

I0.0

指示灯L1

Q0.0

停止按钮SB2

I0.1

指示灯L2

Q0.1

花样选择按钮SB3

I0.2

指示灯L3

Q0.2

花样选择按钮SB4

I0.3

指示灯L4

Q0.3

花样选择按钮SB5

I0.4

指示灯L5

Q0.4

花样选择按钮SB6

I0.5

指示灯L6

Q0.5

指示灯L7

Q0.6

指示灯L8

Q0.7

指示灯L9

Q1.0

指示灯L10

Q1.1

指示灯L11

Q1.2

指示灯L12

Q1.3

指示灯L13

Q1.4

指示灯L14

Q1.5

指示灯L15

Q1.6

指示灯L16

Q1.7

PLC输入/输出分配表

2.4接线图

第三章控制程序设计

3.1主程序

3.2子程序