花式喷水池装置PLC控制梯形图的设计与调试

1、花式喷水池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。在游人和 居民光顾的场所，如公园、广场、旅游景点及一些知名建筑前，经常会修建一些喷水 池供人们休闲、观赏，这些喷水池按一定的规律改变喷水式样。而且随着可编程控制 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 4环花式喷水池为研究对 象，采用了西门子S7-200系列可编程序控制器作为喷水池的控制器。对花式喷水池的 控制系统的总体功能进行了分析，详细介绍了系统的硬件配置、设计方案及软件设计 顺序功能图。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

2、制的要求。 当控制要求发生改变时，只需要改变程序，硬件接线不变或作较小变动即可，方便简 单。而且采用PLC控制时，利用其体积小、功能强、可靠性高，并具有较大的灵活性 和可扩展性的特点，改变控制方式或改变选择开关，即可改变喷水规律，变换出不同 的花样。所以PLC在当前工业控制中得到广泛应用！第一章系统描述及控制要求系统描述花式喷水池示意图喷水31=连续，其他为单一功能开关。a）花式喷水池喷嘴布局示意图 控制要求：田水管，3为内环状喷水管，2为中环形状喷水管，1为外环形状选择好关可有4种选择，可分别用4个开关模拟实现；单步/连续控制要求（ 1）控制器电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置即开始工作

3、。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：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。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20s为一个循环。选择开关在位置“3” 一一按下启动按钮后，1、3号同

4、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。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：1-2-3-4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4-3-2-1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。PLC 选型本系统采用西门子S7-200系列PLC进行控制。从分析可以知道，系统共有开关量 输入点7个，开关量输出点4个。如果选用CPU226PLC,价格较高，浪费较

5、大。参照 西门子S7-200产品目录及市场实际价格，主机CPU224它体积小，重量轻，使用寿命 长，编程和维护方便，故障率低，通过扩展模块的连接，可以增加输入/ 输出点数。采用PLC控制花式喷水池的优点1从控制方式上看：PLC软接线，只需改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加功能2工作方式上看：PLC用行工作，不受约束。3控制速度上看：PLC控制速度快，继电器瞬间接触。4定时、计数看：PLC时钟精度高，定时范围宽；且有计数功能。5.可靠、维护看：PLC无触点，寿命长，且具有自我诊断功能，对程序执行监控功能, 现场调试和维修方便。第二章控制系统分析控制系统的I/O点及分配地址控制系统的输入/输出信号

6、的名称、代码及地址如下表 1-1所示:代码输入/输出名称SB1启动按钮SB2停止按钮SB3单步/连续开关SB4选择开关1SB5选择开关2SB6选择开关3SB7选择开关4KM1外划、形喷水管1喷水KM2中划、形喷水管2喷水KM3内切、形喷水管3喷水KM4中间喷水管4喷水表1-1输入输出信号的名称、代码及地址编号PLC的外部I/O接线图控制程序流程图图1-2 控制程序流程图顺序功能图法设计顺序功能图法简称SFC,根据系统的工作过程中状态的变化，将控制过程划分为若 干阶段即步。在此设计编程中，使用的是 SFC编程方法，与传统设计法相比，它只考 虑一个状态，而不用考虑其他的状态，使编程更容易。因选择开

7、关在位置“3”和“4”时类同于“1、2”，在这不再赘述，只列举1、2来说明。选择开关在位置“ 1”和“2”的顺序功能图如下示：2ST38T102 2sT39T103 2S2ST40T104 2ST4T-T4TT105 TTO5T图1-3 选择开关在位置“1”和“2”的顺序功能图电气控制系统电路图电气控制系统电路图包括主电路图、控制电路图。主电路图如图所示为电气控制主电路。四台控制喷水管的电机分别为M1、M2、M3、M4。接触器 KM1、KM2、KM3、KM4 分另控制 M1、M2、M3、M4 运行。FR1、FR2、FR&FR4分别为四台水泵电机过载保护用的热继电器；QS1、QS2、QS

8、& QS4分别为四台水泵电机主电路的隔离开关；FU 为主电路的熔断器。如图1-4所示；控制电路图如图所示为电控系统控制电路图。SB1为启动按钮；SB2为停止按钮；SB3、SB4、 SB5 SB6分别为选择开关对应的1、2、3、4位置；系统在PLC程序控制下运行，控制 线圈 KM1KM4, 得电吸合。如图1-5 所示；系统程序设计本系统分为两部分：主程序和子程序。子程序有四部分。分别表示选择开关在位置14 时的不同喷水花样。程序如下：ORGANIZATION_BLOCK MAIN:OB1TITLE=PROGRAM COMMENTSBEGINNetwork 1LDANCALL SBR0CALL SBR1CALL SBR2CALL SBR3END_ORGANIZATION_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK SBR_0:SBR0TITLE=SUBROUTINE COMMENTSBEGINNetwork 1 LC操作实训（三菱）M.北京：机械工业出版社，2007.【2】张扬等.S7-200PLC原理与应用系统