花式喷水池喷水设计计划书.doc

花式喷水池喷水设计计划书第2章 系统总体设计方案2.1 程序设计的基本思路在进行程序设计时，首先应明确对象的具体控制要求。由于CPU对程序的串行扫描工作方式，会造成输入输出的滞后，而由扫描方式引起的滞后时间，最长可达两个扫描周期，程序越长，这种滞后越明显，则控制精度就越低。因此，在实现控制要求的基础上，应使程序尽量简洁紧凑。另一方面，同一控制对象，根据生产的工艺流程不同，控制要求或控制时序会发生变化，此时，要求程序修改方便、简单，即要求程序有较好的柔性。2.2 花式喷水池喷水花样要求2.2.1、花式喷水池示意图 图2-1 花式喷水池示意图图2-1(a)中4为中间喷水管，3为内环状喷水管，2为中环形状喷水管，1为外环形状喷水管。图2-1(b)中的选择开关可有4种选择，可分别用4个开关模拟实现；单步/连续开关为“1”= 单步，“0”= 连续，其他为单一功能开关。2.2.2、控制要求：(1)水池控制电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置即开始工作。按下停止按钮，则停止喷水。工作方式由“选择开关”和“单步/连续”开关来决定。(2）“单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一个循环；在连续位置时，喷水池反复循环运行。(3)方式选择开关用以选择喷水池的喷水花样，14号喷水管的工作方式选择如下：a）选择开关在位置“1”按下启动按钮后，4号喷水，延时2s，3号喷水，再延时2s，2号喷水，再延时2s，1号喷水，接着一起喷水15s为一个循环。b）选择开关在位置“2”按下启动按钮后，1号喷水，延时2s，2号喷水，再延时2s，3号喷水，再延时2s，4号喷水，接着一起喷水30s为一个循环。c) 选择开关在位置“3”按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、4号同时喷水，1、3号停止喷；交替运行5次后，再14号全部喷水30s为一个循环。d）选择开关在位置“4”按下启动按钮后，喷水池14号水管的工作顺序为：1234按顺序延时2s喷水，然后一起喷水30s后，1、2、3和4号水管分别延时2s停水，再等待1s，由4321反序分别延时2s喷水，然后再一起喷水30s为一个循环。（4） 不论在什么工作方式，按下停止按钮，喷水池立即停止工作，所有存储器复位。第3章 PLC控制系统设计3.1 选择PLC类型本题目要求有4种工作方式，且水池控制电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置即开始工作；工作方式由“选择开关”和“单步/连续”开关来决定；不论在什么工作方式，按下停止按钮，喷水池立即停止工作，所有存储器复位，可知，要求要8输入和4输出。结合任务设计书的要求，以4环花式喷水为研究对象，采用西门子S7-200系列可编程控制器作为喷泉的控制器。所以选用西门子S7-200系列CPU222（8I/6O）即可满足要求。启动前，先选择工作方式，按下启动按钮即可按所编程序运行，当按下停止按钮时，喷水池立即停止喷水，这就要求每个开始喷水的程序中串入常闭停止按钮。编程前根据控制要求画出流程图，再画出功能图，然后据此画出梯形图，最后使用STEP7-micro/win32软件完成梯形图、指令表。程序中用到输入寄存器、输出寄存器、通用辅助寄存器、特殊寄存器SM0.1、顺序控制继电器、定时器和计数器等软元件。3.2 I/O分配表分析系统及控制要求知需8个输入和四个输出，所以选CPU222即可满足要求（CPU222有8输入和6输出）。I/O分配表如表1所示。控制信号信号名称元件名称元件符号地址编码输入信号启动信号常开触点SF0I0.0循环方式一信号常开触点SF1I0.1循环方式二信号常开触点SF2I0.2循环方式三信号常开触点SF3I0.3循环方式四信号常开触点SF4I0.4停止信号常闭触点SF5I0.5连续信号常开触点SF6I0.6 单步信号常开触点SF7I0.7输出信号循环方式一驱动一号接触器QA0Q0.0循环方式二驱动二号接触器QA1Q0.1循环方式三驱动三号接触器QA2Q0.2循环方式四驱动四号接触器QA3Q0.3表3-1 I/O分配表原理和操作说明：(1)水池控制电源开关接通后，工作方式由“选择开关”和“单步/连续”开关来决定。(2）“单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一个循环；在连续位置时，喷水池反复循环运行。按下启动按钮，喷水装置即开始工作。按下停止按钮，则停止喷水。(3)当选择开关在SF1时，按动启动按钮时程序自动进入s0.1运行，程序运行到最后时自行判断是单步或连续，就入戏一个环节；当选择开关在SF2SF3SF4时同上。3.3 PLC外部I/O接线图I/O接线图如图1所示图3-1 I/O接线图3.4 电气系统主电路图主电路如图2所示图3-2 主电路3.5 控制流程图分析系统及控制要求绘出如下图所示NNN结束一起喷水30s延时时1s后,QA3QA0依次延时 2s通电,41号依次喷水QA0QA3依次延时2s断电,14号依次停喷一起喷水30sQA0QA3通电,14号同喷水30s循环次数=5?延时3s后,QA1，QA3通电,QA0，QA2断电,1,3号 停喷,2,4号喷水一起喷水30s延时2s后,QA3通电,4 号喷水延时2s后,QA2通电,3号喷水延时2s后,QA1通电,2号喷水一起喷水15s延时2s后,QA0通电,1号喷水延时2s后,QA1通电,2号喷水延时2s后,QA2通电,3号喷水QA0，QA2通电,1,3号同时喷水QA0QA3依次延时,2s通电 ,14号依次喷水QA0通电,1号喷水QA3通电,4号喷水启动启动启动启动开关3开关4开关2开关1选择开关开始NYYN单步?单步?单步?单步?3.6 梯形图程序设计3.7 语句表ORGANIZATION_BLOCK 主程序:OB1TITLE=程序注释BEGINNetwork 1 / 启动、停止LD I0.0O M0.0AN I0.5= M0.0Network 2 / 一个扫描周期将S0.0状态置1LD SM0.1S S0.0, 1Network 3 / S0.0状态开始LSCR S0.0Network 4 / 连续开关LD I0.6AN I0.7S M0.1, 1Network 5 / 单步开关LD I0.7AN I0.6R M0.1, 1Network 6 / 选择开关1，进入状态S0.1，a工作方式LD I0.1A I0.0SCRT S0.1Network 7 / 选择开关2，进入状态S0.3，b工作方式LD I0.2A I0.0SCRT S0.3Network 8 / 选择开关3，进入状态S0.5，c工作方式LD I0.3A I0.0SCRT S0.5Network 9 / 选择开关4，进入状态S0.7，d工作方式LD I0.4A I0.0SCRT S0.7Network 10 / S0.0状态结束SCRENetwork 11 / S0.1状态开始，a工作方式LSCR S0.1Network 12 / 4号喷水，并计时2sLDN I0.5= M0.2TON T37, 20Network 13 / T37计时2S后，3号喷水，并计时2sLD T37= M0.3TON T38, 20Network 14 / T38计时2S后，2号喷水，并计时2sLD T38= M0.4TON T39, 20Network 15 / T39计时2S后，一起喷水，并计时15sLD T39= M0.5TON T40, 150Network 16 / T40计时15S后，进入状态S0.2LD T40SCRT S0.2Network 17 / S0.1状态结束SCRENetwork 18 / S0.2状态开始，判断单步/连续LSCR S0.2Network 19 / 连续，进入状态S0.1LD M0.1SCRT S0.1Network 20 / 单步，进入状态S0.0LDN M0.1SCRT S0.0Network 21 / S0.2状态结束SCRENetwork 22 / S0.3状态开始，b工作方式LSCR S0.3Network 23 / 1号喷水，并计时2sLDN I0.5= M0.7TON T41, 20Network 24 / T41计时2S后，2号喷水，并计时2sLD T41= M2.5TON T42, 20Network 25 / T42计时2S后，3号喷水，并计时2sLD T42= M2.6TON T43, 20Network 26 / T43计时2S后，一起喷水，并计时2sLD T43= M1.0TON T44, 300Network 27 / T44计时30s后，进入状态S0.4LD T44SCRT S0.4Network 28 / S0.3状态结束SCRENetwork 29 / S0.4状态开始，判断单步/连续LSCR S0.4Network 30 / 连续，进入状态S0.3LD M0.1SCRT S0.3Network 31 / 单步，进入状态S0.0LDN M0.1SCRT S0.0Network 32 / S0.4状态结束SCRENetwork 33 / S0.5状态开始，c工作方式LSCR S0.5Network 34 / 1、3号喷水，并计时3sLDN I0.5= M1.1AN T46TON T45, 30Network 35 / T45计时3S后，2、4号喷水，1、3停喷，并计时3sLD T45= M1.2TON T46, 30Network 36 / T46计时3s后，给计数器一个脉冲，计一次数LD T46LD C20CTU C20, 5Network 37 / C20计数到后，4个同时喷水30sLD C20TON T47, 300Network 38 / T47计时30s，进入状态S0.6LD T47SCRT S0.6Network 39 / S0.5状态结束SCRENetwork 40 / S0.6状态开始，判断单步/连续LSCR S0.6Network 41 / 连续，进入状态S0.5LD M0.1SCRT S0.5Network 42 / 单步，进入状态S0.0LDN M0.1SCRT S0.0Network 43 / S0.6状态结束SCRENetwork 44 / S0.7状态开始，d工作状态LSCR S0.7Network 45 / 1号喷水，并计时2sLDN I0.5= M1.3TON T48, 20Network 46 / T48计时2S后，2号喷水，并计时2sLD T48= M1.4TON T49, 20Network 47 / T49计时2S后，3号喷水，并计时2sLD T49= M1.5TON T50, 20Network 48 / T50计时2S后，一起喷水30sLD T50= M1.6TON T51, 300Network 49 / T51计时30S后，1号停止喷水，并计时2sLD T51= M1.7TON T52, 20Network 50 / T52计时2S后，2号停止喷水，并计时2sLD T52= M2.7TON T53, 20Network 51 / T53计时2S后，3号停止喷水，并计时2sLD T53= M3.0TON T54, 20Network 52 / T54计时2S后，4号停止喷水，并计时1sLD T54= M2.0TON T55, 10Network 53 / T55计时1s后，进入状态S1.0LD T55SCRT S1.0Network 54 / 状态S0.7结束SCRENetwork 55 / S1.0状态开始LSCR S1.0Network 56 / 4号喷水，并计时2sLDN I0.5= M2.1TON T56, 20Network 57 / T56计时2S后，3号喷水，并计时2sLD T56= M2.2TON T57, 20Network 58 / T57计时2S后，2号喷水，并计时2sLD T57= M2.3TON T58, 20Network 59 / T58计时2s后，一起喷水30sLD T58= M2.4TON T59, 300Network 60 / T59计时30s后，进入状态S1.1LD T59SCRT S1.1Network 61 / S1.0状态结束SCRENetwork 62 / S1.1状态开始，判断单步/连续LSCR S1.1Network 63 / 连续，进入状态S0.7LD M0.1SCRT S0.7Network 64 / 单步，进入状态S0.0LDN M0.1SCRT S0.0Network 65 / S1.1状态结束SCRENetwork 66 / 控制4号喷水的程序LD M0.2AN T40LD M1.0AN T40OLDLD T45AN T46OLDLD C20AN T47OLDLD M1.6AN M2.0OLDO M2.1= Q0.3Network 67 / 控制3号喷水的程序LD M0.3AN T40LD M2.6AN T44OLDLD M1.1AN T45OLDLD C20AN T47OLDLD M1.5AN M3.0OLDO M2.2= Q0.2Network 68 / 控制2号喷水的程序LD M0.4AN T40LD M2.5AN T44OLDLD T45AN T46OLDLDN C20A T47OLDLD M1.4AN M2.7OLDO M2.3= Q0.1Network 69 / 控制1号喷水的程序LD M0.5AN T40LD M0.7AN T44OLDLD M1.1AN T45OLDLD C20AN T47OLDLD M1.3AN M1.7OLDO M2.0= Q0.0END设计总结课程设计是培养学生综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。随着科学技术发展的日新月异，PLC已经成为当今计算机应用中的领域，生活中可以说是无处不在。因此对于二十一世纪的大学生来说掌握PLC技术是十分重要的。回顾此次PLC课程设计，我感慨颇多，的确，通过这次对数码管工作的PLC控制，让我们对PLC梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出做适合的设计方法。从理论到实践，在一星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学的知识，而且学到了很多在书本上没有的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实践相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把理论与实践结合起来