基于S7-1200-PLC的花式喷水池的控制系统设计

电气控制课程设计设计题目：基于S7-1200PLC的花式喷水池的控制系统设计姓名：班级：学号：指导教师：成绩评定：2021年7月1日目录1.控制系统的要求 31.1花式喷水池示意图 31.2控制要求 32.系统设计思路 43.系统硬件设计 43.1硬件设计 43.2I/O端子的地址分配 54.系统软件设计 6参考文献 13

1.控制系统的要求1.1花式喷水池示意图图1花式喷水池示意图图1a）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1b）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。1.2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。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，1～4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30s为一个循环。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1～4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1～4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。2.系统设计思路依据系统设计要求，在花式喷水池控制系统的设计过程中主要考虑一下几点： （1）确定I/O设备。根据花式喷水次控制系统的功能要求，确定系统的输入设备如选择开关和按钮等。输出设备如电机等。（2）根据I/O点数选择合适的PLC类型。（3）分配I/O点，分配PLC的输入输出点（4）设计花式喷水次的要求设计出梯形图（5）设计出相应的程序。（6）将程序输入PLC进行软件测试，查找错误改正，直至程序符合要求为止。从控制要求可以看出，输入信号需要一个启动按钮SF1（I0.0）来完成喷泉的启动，还需要一个停止按钮SF2（I0.1）用来停止运行。喷泉样式的选择开关有4个，模式1选择开关SF2、模式2选择开关SF3、模式3选择开关SF4和模式4选择开关SF5，以及连续/单步开关SF6，共有7个输入信号。输出信号有4个，分别是1号接触器QA0，2号接触器QA1，3号接触器QA2，4号接触器QA3。3.系统硬件设计3.1硬件设计系统选用的是西门子可编程序控制器S7-1200系列，根据控制要求，系统所需的输入信号为8点，输出信号为4点，可选用PLC的型号为CPU1214C，选用6ES7214-1AG40-0XB0。它共有14个输入点，10个输出点；100KB工作存储器；24VDC电源，板载DI14x24VDC漏型/源型，DQ10x24VDC和AI2；板载6个高速计数器和4路脉冲输出；信号板扩展板载I/O；多达3个用于串行通信的通信模块；多达8个用于I/O扩展的信号模块；0.04ms/1000条指令；PROFINET接口，用于编程、HMI以及PLC间数据通信，能够满足系统的控制要求，其PLC的I/O接线如图2所示。图2PLCI/O接线图3.2I/O端子的地址分配进行I/O设置后，I/O端子分配如表1所示。表1I/O端子分配表输入输出地址功能地址功能I0.0起动按钮SF0Q0.01号接触器QA0I0.1停止按钮SF1Q0.12号接触器QA1I0.2选择开关SF2Q0.23号接触器QA2I0.3选择开关SF3Q0.34号接触器QA3I0.4选择开关SF4I0.5选择开关SF5I0.6单步/连续开关SF64.系统软件设计根据控制要求，喷泉的工作方有四种，分别受不同按钮控制。因此，可先画出控制流程图，如图3所示。根据控制流程图再设计出梯形图程序，如图4所示。在本例中多次采用定时器和CMP比较指令编程。图3花式喷水池的自动控制功能流程图用定时器对各样式的整个过程进行定时，然后再利用比较指令对定时器的ET端输出的定时实际值大小作出比较，从而做出相应的简易喷水停水操作。样式1样式2样式3样式4图4花式喷水池的自动控制程序梯形图课程总结这次课程设计是对花式喷水池的PLC控制，让我更佳熟悉了关了PLC的梯形图，指令表，通过这些，从侧面也加深了我对PLC的理解，以前在上课所不懂的地方和动手能力差的缺点在这次课程设计过程中体现了出来，后面通过和同学的讨论与交流，解决了很多存在问题，在这次课程设计的过程中，我懂得了集体力量的重要性，每个人多有自己不同的想法，我们不能一味的否定别人，因为解决问题的方法有很多，我们设计的思路也有很多，我们不能够局限于积极满足课堂上所学的知识。课程设计的过程，就是不断完善的过程，