自动喷泉的PLC控制设计

车辆和动力工程学院课程设计说明书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喷头分布和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： 按下启动按钮，再按下SB1按钮选择花样1模式 1到4号亮， 1秒后灯5到8亮，1到4号灭 1秒后，9到12亮，5到8灭 1秒后13到16亮，9到12灭 1秒后，重复到花样二： 按下启动按钮，再按下SB2选择花样2模式 灯6、7、10、11亮 1s后灯1、4、13、16亮，6、7、10、11灭 1秒后重复循环-步骤花样三： 按下启动按钮，再按下SB3选择花样3模式 灯1亮， 1秒后灯6亮灯1灭 1秒后11亮6灭 1秒后灯16亮11灭 1秒后重复到花样四： 按下启动按钮，再按下SB4选择花样4模式 灯4亮 1秒后灯7亮 1秒后灯10亮 1秒后灯13亮1.4设计任务根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案和进度计划，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，提高理论知识工程使用能力、系统调试能力、分析问题和解决问题的能力。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. 程序结构和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2.2 PLC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。2.2.5 PLC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。2.3 PLC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SB1I0.0指示灯L1Q0.0停止按钮SB2I0.1指示灯L2Q0.1花样选择按钮SB3I0.2指示灯L3Q0.2花样选择按钮SB4I0.3指示灯L4Q0.3花样选择按钮SB5I0.4指示灯L5Q0.4花样选择按钮SB6I0.5指示灯L6Q0.5指示灯L7Q0.6指示灯L8Q0.7指示灯L9Q1.0指示灯L10Q1.1指示灯L11Q1.2指示灯L12Q1.3指