PLC喷泉控制系统文档格式.doc
《PLC喷泉控制系统文档格式.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PLC喷泉控制系统文档格式.doc（28页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
4喷泉控制系统的硬件设计 14
4.1喷泉控制系统的主电路 14
4.2喷泉控制系统的控制电路 15
5喷泉控制系统的调试 16
5.1喷泉控制系统的软件调试 16
5.2喷泉控制系统的硬件调试 17
5.3喷泉控制系统的软件、硬件联合调试 17
总结 18
参考文献 19
1前言
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PLC控制为核心的喷泉控制系统
的设计。
这个喷泉控制系统主要是一个人工喷泉。
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。
2喷泉控制系统总体方案的设计
2.1可编程控制器的系统设计
确定控制对象
及控制范围
PLC型号选择
硬件设计
软件设计
及模拟
调试
是否
符合设计要求？
调整硬件
调整软件
投入运行
N
Y
图2-1可编程控制器的系统设计的流程图
由上面的图2-1可知：
在用PLC对喷泉控制系统设计时，第一
要熟悉喷泉控制系统的特点和工作过程，并且归纳出工作循环图；
第二要制定喷泉控制系统的控制方案，对PLC进行选择，这次根据
本次毕业设计，选用的PLC是三菱FX系列的；
第三是根据喷泉控制
系统的具体控制要求，列出I/O分配表，对硬件和软件进行设计；
第四
是模拟调试，就是将设计好的程序键入PLC后，应仔细检查和验证，改
正程序设计语法错误，之后在实验室里进行用户程序的模拟运行和程序
调试，观察各输入量、输出量之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计
要求，发现问题及时修改，直到满足工艺流程和状态流程图的要求；
第
五是将模拟调试好的程序传送到PLC存储器中，接入PLC的实际输入接
线和负载。
2.2喷泉控制系统的平面布置图
根据喷泉控制系统的工艺要求,工作特点,环境等条件,选择了一个合
理的计方案,喷泉系统的平面布置图见图2-2。
由图2－2知：
这个人工喷泉的外观圆形，喷水的系统一共有四层。
从内到外它们分别是：
第一层、第二层、第三层、第四层。
控制系统
采用PLC作为中心控制环节,利用PLC的定时控制，计数控制以及步进
控制来实现第一层、第二层、第三层、第四层的不同时序,不同图案
的交替变换的喷水过程。
2.3喷泉控制系统的工作流程图
由下面的流程图2-3可知：
先按下启动按钮，旁边的两个小喷
头就开始喷水,同时第一层的喷头也开始喷水，延时3s后，第二层
的喷头开始喷水，延时3s后，第三层的喷头开始喷水，延时3s后，
第四层的喷头开始喷水，延时3s后，第一层和第二层的喷头开始喷
水，延时5s后，第三层和第四层的喷头开始喷水，延时5s后，第
一层、第二层、第三层、第四层的喷头都开始喷水,延时4s后,第一
层的喷头停喷,延时5s后,第二层的喷头停喷,延时5s后,第三层的
喷头停喷,延时5s后,由此进行一个小循环系统:
第一层和第三层的
喷头开始喷水,延时8s后,第一层和第三层的喷头开始喷水,如此循
环3次。
再重新开始重复上述动作,直至拨下停止按钮,结束完一个
程序,所有的喷头都停止工作。
按下启动按钮
四层依次开始喷水
旁边喷泉开始喷水
一、二层开始喷水
三、四层开始喷水
四层都开始喷水
四层依次停喷
一层、三层喷水
二层、四层喷水
是否循环3次
否
是
停止按钮
图2－3喷泉控制系统流程图
3喷泉控制系统的软件设计
3.1喷泉控制系统的运行方式
喷水花样具体的设计步骤:
1）按下启动按钮（x2闭合）:
旁边的两个小喷泉开始喷水，如图3－1所示。
左喷泉喷水
右喷泉喷水
图3-1控制喷水流程图
2） 第一层的喷头开始喷水,依次实现第一层，第二层，第三层，第四
层的喷水，间隔3s。
其如图3－2所示。
第四层喷水
第三层喷水
第二层喷水
第一层喷水
3s3s3s3s
图3-2控制喷水流程图
3）第一、二层的喷头开始喷水，间隔5s后，第三、四层开始喷水，
如图3－3所示。
第三、四层喷水水喷水喷水
第一、二层喷水水喷水喷水
5s 5s
图3-3控制喷水流程图
4）四层都喷水，持续4s，如图3－4所示。
四层都喷水
4s
图3-4控制喷水流程图
5）四层逐次停喷，间隔5s，如图3－5所示。
第四层停喷
第三层停喷
第二层停喷
第一层停喷
5s5s5s5s
图3-5控制停水流程图
6）第一、三层喷水，间隔8s，第二、四层开始喷水，循环3次，
如图3－6所示。
第二、四层喷水水喷水喷水
第一、三层喷水水喷水喷水
8s 8s
3次
图3-6控制喷水流程图
7）当PLC的计数器达到3次后，系统自动返回，重新开始循环工作，
直至拨下停止按钮，完成一次循环，系统自动关闭。
3.2喷泉控制系统的状态转换图
3-7喷泉控制系统的状态转换图
计运用的是步进指令，其喷泉控制系统的状态转换图，见图3-5。
因为根据人工喷泉需要实现的功能，和运用梯形图相比较，步进指令更
合适。
由上面的状态转换图可知：
状态与状态之间的转换分隔，相邻的
状态具有不同的动作。
当相邻两状态之间的转换条件得到满足时，就实
现转换。
由图3－7：
先按下启动按钮，旁边的两个小喷头就开始喷水,同时第
一层的喷头也开始喷水，延时3s后，第二层的喷头开始喷水，延时3s后，
第三层的喷头开始喷水，延时3s后，第四层的喷头开始喷水，延时3s后，
第一层和第二层的喷头开始喷水，延时5s后，第三层和第四层的喷头开
始喷水，延时5s后，第一层、第二层、第三层、第四层的喷头都开始喷
水,延时4s后,第一层的喷头停喷,延时5s后,第二层的喷头停喷,延时5s
后,第三层的喷头停喷,延时5s后,由此进行一个小循环系统:
第一层和第
三层的喷头开始喷水,延时8s后,第一层和第三层的喷头开始喷水,如此
循环3次。
再重新开始重复上述动作,直至拨下停止按钮,结束完一个程
序,所有的喷头都停止工作。
3.4喷泉控制系统的I/O分配表
喷泉控制系统的I/O分配表，见表1
表1
输入
输出
启动按钮
X1
第一层喷水
Y000
停止按钮
X2
第二层喷水
Y001
第三层喷水
Y002
第四层喷施
Y003
旁边喷泉喷水
Y004
3.5喷泉控制系统的设计程序
0 LD M8002
1 SETS0
3 STL S0
4 LD X001
5 SET Y004
6 SET S21
8 STL S21
9 OUT TO K30
12 LDI T0
13 SET Y000
14 LD T0
15 SET S22
17 STL S22
18 RST Y000
19 OUT T1K30
22 LDI T1
23 SET Y001
24 LD T1
25 SET S23
27 STL S23
28 RST Y001
29 OUT T2
32 LDI T2
33 SET Y002
34 LD T2
35 SET S24
37 STL S24
38 RST Y002
39 OUT T3K30
42 LDI T3
43 SET Y003
44 LD T3
45 SET S25
47 STL S25
48 RST Y003
49 OUT T4K50
52 LDI T4
53 SET Y000
54 SET Y001
55 LD T4
56 SET S26
58 STL S26
59 RST Y000
60 RST Y001
61 OUT T5K50
64 LDI T5
65 SET Y002
66 SET Y003
67 LD T5
68 SET S27
70 STL S27
71 RST Y002
72 RST Y003
73 OUT T6K40
76 LDI T6
77 SET Y000
78 SET Y001
79 SET Y002
80 SET Y003
81 LD T6
82 SET S28
84 STL S28
85 RST Y000
86 SET Y002
87 SET Y003
88 OUT T7 K50
91 LD T7
92 SET S29
94 STL S29
95 RST Y001
96 OUT T8 K50
99 LD T8
100SET S30
102STL S30
103RST Y002
104OUT T9K50
107LD T9
108SET S31
110STL S31
111RST Y003
112OUT T10K50
115LD T10
116SET S32
118STL S32
119OUT T11K80
122OUT Y000
123OUT Y002
124LD T11
125SET S33
127STL S33
128OUT T12K80
131OUT Y001
132OUT Y003
133OUT C0K3
136LD T12
137AND C0
138SET S34
140LD T12
141ANI C0
142OUT S32
144RET
145STL S34
146RST Y004
147OUT S0
149RET
150END
4喷泉控制系统的硬件设计
4.1喷泉控制系统的主电路
L1
L2
L3
FU0
FU1
FU2
KM0
KM1
KM2
FR0
FR1
FR2
M01
M1
M2
FR3
FR4
M3
M4
FU3
FU4
KM3
KM4
图4-1主电路
主电路采用交流接触器来控制各层的潜水泵,见图4-1外层喷水由一台7.5kW潜水泵拖动;
第一层至第三层用5.5kw的潜水泵,旁边的小喷泉用3kw的潜水泵。
潜水泵的技术参数见表2。
主电路的控制是采用PLC去控制交流接触器的线圈；
用交流接触器线圈的得电与失电去控制交流接触器主触头的闭合和断开；
从而去控制电动机的运转与停止；
用电动机来带动水泵喷水。
4.2喷泉控制系统的控制电路
图4-2PLC接口的输入、输出
控制电路的接线方法如图4-2所示。
输入部分：
系统的启动按钮接在PLC的X1上。
输出部分：
Y0~~Y5，分别接交流接触器的线圈，用线圈的得电与失电，去控制交流接触器触头的动作；
再用交流接触器触头的闭合和断开，去控制各个喷水泵的工作。
由于学校里的实验设备和实验器材有限，所以本次的毕业设计借用学校里的
交流接触器得电失电出现的吸合现象当成喷泉的喷水和停止。
5喷泉控制系统的调试
5.1喷泉控制系统的软件调试
在整个系统的软件调试过程中,出现了一些问题。
一开始设计是四层的接触器依次吸合，可是在运行时，所有的接触器都得电，不会失电，觉得好奇怪，认为用了常闭的T计时，等时间一到的时候，应该失电。
仔细翻阅书本后，才得知，原来在一开始的时候用了SET（置位），就必须用RST（复位）才能使原来的接触器失电。
还有，为了简化程序，在有些地方能避免出现使用进栈，出栈的就尽量避开。
还有就是在循环过程控制中也出现了一个问题。
第一遍执行程序时，通过计数器C0能够循环三次；
当第二遍执行程序时，只循环一次就转换到下一个状态去了。
经过我仔细地观察，发现在第二遍执行程序时，计数器C0中的数据还是3，并没有复位。
原来我忘了对计数器C0进行复位，才造成上面这一种情况的。
对计数器C0添上复位语句之后，软件就能按照预先编制好的程序顺。
5.2喷泉控制系统的硬件调试
1：
在接接触器线时。
一定要把接触器的线头接紧，不能松动，否则接触器不良，接触器不能正常的工作。
2：
在选择接触器时一定要确定接触器的好坏不然在通电时不能及时找到错误的原因。
5.3喷泉控制系统的软件、硬件联合调试
把程序输入PLC后,再把做好的硬件模块接到PLC上。
按下启动按钮，发现程序执行了一段之后，不能执行了，我对软件检查了之后，才知道：
由于自己的粗心，把程序输错了。
修改之后，我再次按下启动按钮，看见在硬件电路中有几个接触器一直没得电，我去检查了之后，才发现：
是由于焊接的不牢固或在以前的焊接过程中发生了虚焊，焊点松动了。
我就再次用电烙铁把它们焊接牢固。
等到焊完之后，我又对整块硬件电路板仔细检查了一遍，看看还有没有焊的不牢靠的点。
等到检查完之后，我又重新接上电源，按下启动按钮，发现硬件电路能够按照程序的变化而正常工作了。
总结
随着我国人民的生活水平的不断提高，城市建设越来越被人们所关注。
景观设计师逐渐从风景园林设计、城市规划设计、建筑设计等行当中独立出来，成为一种新的职业。
比起大刀阔斧的城市规划，景观设计师的功力在于城市环境的精雕细啄。
人工喷泉是城市景观中最典型的代表作品之一。
本人此次做的人工喷泉，是经过对多个旅游地人工喷泉的仔细观察，总结而设计出来的。
能给人的视觉系统带来一种更加美的享受。
此次，本人设计的这个人工喷泉系统是运用PLC为核心来自动控制的。
PLC发展至今，其用户PLC程序开发系统已经成为PLC系统中不可缺少的组成部分。
本论文的以上几章介绍了PLC程序开发系统的具体研制过程及相关的系统建模技术和实现技术。
整个开发过程遵循IEC61131-3国际标准，采用面向对象方法，着重系统模型建立以及编辑模块、编译模块的设计和实现。
就论文所做的研究工作，总结如下:
（1）研究了PLC程序开发系统的基本流程及相关技术，讨论了PLC程序开发系统应满足的基本功能及软件的设计原则。
（2）完成了PLC程序开发系统的整体框架设计，规划了本系统的组成模块框架设计，规划了本系统的组成模块,以及各模块之间的关系。
（3）完成了PLC程序编译模块的设计，在实现过程中采用了合理的编程方法和技术手段，大大提高了目标代码的执行速度并节约了很多内存空间。
通过这几个月来的毕业设计，使我对可编程控制器的工作原理有了更加深入的了解，以及它的编程方法和其在自动控制方面的应用。
尤其是在控制电路的接线方面。
在外部电路的设计中对电路板的制作更加熟练，对元气件的识别更加容易，焊接工艺水平到了一个新的高度。
在做毕业设计的同时，我还查阅了许多关于人工喷泉和PLC方面的书籍。
不仅学到了许多以前在课本上没见过的知识，而且还增加了自己的艺术情操。
这三个月的毕业设计，对于本人来说，既是一次机遇，也是一次挑战。
通过这次的毕业设计，本人学到了很多很多东西，通过自己的实践，也增强了动手能力。
通过实际工程的设计让本人了解到书本知识和实际应用的差别。
在实际应用中遇到的很多问题，都需要本人对它们进行具体的分析，并一步一步地去解决。
参考文献
【1】王兆义编，可编程控制器使用技术机械工业出版社，2004
【2】张伟林等《电气控制与PLC应用》人民邮电出版社2005
【3】陈建明等《电气控制与PLC应用》电子工业出版社2006
【4】王兆明等《电气控制与PLC技术》清华大学出版社2005
【5】张延灿等《喷泉工程发展及其设计问题（上）》华中理工大学出版社1998
致谢
六年岁月，弹指挥间。
在论文完成之际,我深深感到,经过三年的大学学习，不仅在专业知识领域，而且在个人能力和素质方面,都较从前有了很大的提高。
六年的成长离不开师长和同学们的关爱和支持,在这里向所有与我共同生活、学习的人们致以衷心的感谢！
在本文的写作和制作毕业设计期间，得到了指导老师的诸多帮助和指导。
从开始制作毕业设计到顺利完成，老师给予了我各方面的指导和关心。
尽管老师工作繁忙，但是从选题到写作完稿，产品模型从初步设计到顺利调试完成，我都经常得到她的帮助，对我在论文方向、进度、深度上进行把握，最终顺利完成了论文。
导师勤勉忘我的工作态度和谆谆教导的师者风范，严谨治学的态度，独到精辟的思维方式和严谨扎实的理论功底，不仅使我在学习上受益匪浅，也使我深深体会到了如何做人，如何在今后的人生道路上坚持自己的努力方向，才能真正成为优秀的设计人才。
在此，谨向老师致以衷心的感谢和深深的敬意!
最后，我要感谢远在家乡的父母，他们无私地为我提高良好的学习条件让我得以继续学习和深造！
一直以来他们给予我无限的理解、支持和鼓励，他们的爱是我不断前行的动力。
我将怀着感恩之心在今后的人生道路上发奋图强，刻苦拼搏，用美好的人生来回报他们，在此深深的祝福他们！
升级会员 