PLC花样喷泉控制系统设计

电气控制与电气控制与 PLCPLC 课程设计成绩评定表课程设计成绩评定表 姓姓 名名学学 号号 课程设计题目课程设计题目 简易花式喷泉设计简易花式喷泉设计 课程设计答辩或质疑记录 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 2 目录目录 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 3 摘要摘要 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 关键词关键词 PLC 喷泉 控制系统 4 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 5 1 1 绪论绪论 1 概述及设计目的 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 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开关决定 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 6 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 7 2 控制方案控制方案 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 按下启动按钮开始喷水 通过辅助继电器 定时器来实现自动 延时功能 可通过手动开关控制每组喷头喷水 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 8 输入信号输出信号 地址元件功能地址元件功能 X6S0启动开 关 Y0KM11 号喷 头 X1S1开关位 置 1 Y1KM22 号喷 头 X2S2位置 2Y2KM33 号喷 头 X3S3位置 3Y3KM44 号喷 头 X0S4位置 3Y4L11 指示 红灯 X5S5停止Y5L22 指示 橙灯 Y6L33 指示 黄灯 Y7L44 指示 绿灯 3 2 PLC 硬件接线图以及外部接法 9 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程序梯形图与指令列表 4 1 程序梯形图 10 11 12 13 4 2 指令列表 14 15 16 5 调试结果及其分析调试结果及其分析 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 致致 谢谢 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