1、课程设计说明书设计题目： 花式喷水池的PLC设计 学院 计算机科学与信息工程学院 专业年级 自动化班 学生姓名 学号 指导教师 职称 讲师 日 期 202X -6-22 花式喷水池的PLC设计第一章 引言1.1课程研究背景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。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。在游人和居民经常光顾的场所，如公园、广场、旅游景点及一些知名建筑前，经常会修建一些喷泉供人们休闲、观赏。这些喷泉按一定的规律改变喷水式样，如果再与五颜六色的灯光相配合，在和和谐优雅的音乐中，更使人心旷神
2、怡，流连忘返。本文讲述的是如何利用PLC控制喷泉喷水方式，产生各样的样式，本文结合任务设计书的要求，以4环花式喷泉为研究对象，采用了西门子s7-200系列可编程序控制器作为喷泉的控制器。对花式喷水池的控制系统的，息体功能进行了分析，阐述了可编程控制器的组成和工作原理。并提出了喷水池硬件的各组成模块及详细的硬件模块设计方案。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。1.2 西门子S7-200简介 SIMATIC S7-200 Micro 自成一体：特别紧凑但是具有惊人的能力特别是有关它的实时性能它速度快，功能强大的通讯方案，并且具有操作简便的硬件和软件。但是还有更多特点：SI
3、MATIC S7-200 Micro PLC具有统一的模块化设计目前不是很大，但是未来不可限量的定制解决方案。这一切都使得SIMATIC S7-200 Micro PLC在一个紧凑的性能范围内为自动化控制提供一个非常有效和经济的解决方案。优点：（1）SIMATIC S7-200发挥统一而经济的解决方案。（2）最优模块化和开放式通讯。（3）结构紧凑小巧狭小空间处理任何应用的理想选择（4）在所有CPU型号中的基本和高级功能，（5）大容量程序和数据存储器（6）杰出的实时响应在任何时候均可对整个过程进行完全控制，从而提高了质量、效率和安全性（7）易于使用STEP 7-Micro/WIN工程软件初学者和
4、专家的理想选择（8）集成的 R-S 485接口或者作为系统总线使用（9）极其快速和精确的操作顺序和过程控制（10）通过时间中断完整控制对时间要求严格的流程组成：基本单元：S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用.扩展单元：S7-200系列PLC主要有6种扩展单元，它本身没有CPU，只能与基本单元相连接使用，用于扩展I/O点数.编程器：PLC在正式运行时，不需要编程器。编程器主要用来进行用户程序的编制、存储和管理等，并将用户程序送入PLC中，在调试过程中，进行监控和故障检测。S7-200系列PLC可采用多种编程器，一般可分为简易型和智能型。简易型编程器是袖珍型的，简
5、单实用，价格低廉，是一种很好的现场编程及监测工具，但显示功能较差，只能用指令表方式输入，使用不够方便。智能型编程器采用计算机进行编程操作，将专用的编程软件装入计算机内，可直接采用梯形图语言编程，实现在线监测，非常直观，且功能强大，S7-200系列PLC的专用编程软件为STEP7-Micro/WIN。程序存储卡：为了保证程序及重要参数的安全，一般小型PLC设有外接EEPROM卡盒接口，通过该接口可以将卡盒的内容写入PLC，也可将PLC内的程序及重要参数传到外接EEPROM卡盒内作为备份。程序存储卡EEPROM有6ES7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0两种，程序
6、容量分别为8K和16K程序步。写入器：写入器的功能是实现PLC和EPROM之间的程序传送，是将PLC中RAM区的程序通过写入器固化到程序存储卡中，或将PLC中程序存储卡中的程序通过写入器传送到RAM区。文本显示器：文本显示器TD200不仅是一个用于显示系统信息的显示设备，还可以作为控制单元对某个量的数值进行修改，或直接设置输入/输出量。文本信息的显示用选择/确认的方法，最多可显示80条信息，每条信息最多4个变量的状态。过程参数可在显示器上显示，并可以随时修改。TD200面板上的8个可编程序的功能键，每个都分配了一个存储器位，这些功能键在启动和测试系统时，可以进行参数设置和诊断。1.3 花式喷水
7、池的设计控制要求一、 花式喷水池的示意图 （a）花式喷水池喷嘴布局示意图 （b）花式喷水池控制开关面板图 图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”二单步，0”二连续，其他为单一功能开关。二、控制要求 对于喷水池的控制器需满足下列要求: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，喷水池只运行一次循环；在连续位置时，喷水池运行一直继续下去。3方式选择开关用来选择喷水池的喷
8、水花样。14号喷水管的工作方式选抒如下:选择开关在位置“1”时。按下启动按钮后，4号喷水，延时2s后，3号也喷水，延时2s后，2号接着喷水，再延时2s，1号喷水，这样，一起喷水15s后停下。若在连续状态时，将继续循环下去。选择开关在位置“2”时。按下启动按钮，1号喷水，延时2s后，2号喷水，延时2秒后，3号接着喷水，再延时2s，4号喷水，这样，一起喷水30s后再停止。若在连续状态时，将继续循环下去。选择开关在位置“3”时。按下启动按钮，1、3号同时喷水，延时3s后，2、4号喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后，1-4号全喷水，30s后停止。若在连续状态时，将继续循环下去。选择开关在位置“4”
9、时。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，1、2、3和4号分别延时2s停水，再延时1s，由4-3-2-1按反顺序延时2s喷水，一起喷水30s后停止。若在连续状态时，将继续循环下去。不论在什么工作方式下，按下停止按钮，喷水池将停止运行。第二章 I/O分配表、原理及操作说明11 I/O分配表输入信号输出信号序号功能元件地址序号控制对象元件地址1启动按钮SFOI0.01喷水池工作指示QA0Q0.02停止按钮SFSI0.121号喷水电磁阀QA1Q0.13选择开关1SFII0.232号喷水电磁阀QA2Q0.24选择开关2SFZI0.343号
10、喷水电磁阀QA3Q0.35选择开关3SF3I0.44号喷水电磁阀QA4Q0.46选择开关4SF4I0.57连续开关SF6I0.63单步开关SF7I0.712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。 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。第三章I/O接线图及主电路
11、分析系统及控制要求绘出如下接线图及主电路1、I/O接线图2、 主电路第四章 流程图 分析系统及控制要求绘出如下流程图NNNNYYYY结束单步?一起喷水30s延时时1s后,YV4YV1依次延时 2s通电,41号依次喷水YV4YV1依次延时2s断电,41号依次停喷一起喷水30s单步?YV1，YV3通电,14号同喷水30s循环次数=5?延时3s后,YV2，YV4通电,YV1，YV3断电,1,3号 停喷,2,4号喷水单步?一起喷水15s延时2s后,YV4通电,4 号喷水延时2s后,YV3通电,3号喷水延时2s后,YV2通电,2号喷水单步?一起喷水15s延时2s后,YV1通电,1号喷水延时2s后,YV2
12、通电,2号喷水延时2s后,YV3通电,3号喷水YV1,YV2通电,1,3号同时喷水YV1YV4依次延时,2s通电 ,14号依次喷水YV1通电,1号喷水YV4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NY第五章 程序-梯形图第六章 程序-语句表LD I0.0O M0.0AN I0.5= M0.0LD SM0.1S S0.0, 1LSCR S0.0LD I0.6AN I0.7S M0.1, 1LD I0.7AN I0.6R M0.1, 1LD I0.1A I0.0SCRT S0.1LD I0.2A I0.0SCRT S0.3LD I0.3A I0.0SCRT S0.5LD
13、I0.4A I0.0SCRT S0.7SCRELSCR S0.1LDN I0.5= M0.2TON T37, 20LD T37= M0.3TON T38, 20LD T38= M0.4TON T39, 20LD T39= M0.5TON T40, 150LD T40SCRT S0.2SCRELSCR S0.2LD M0.1SCRT S0.1LDN M0.1SCRT S0.0SCRELSCR S0.3LDN I0.5= M0.7TON T41, 20LD T41= M2.5TON T42, 20LD T42= M2.6TON T43, 20LD T43= M1.0TON T44, 300LD T
14、44SCRT S0.4SCRELSCR S0.5LDN I0.5= M1.1TON T45, 30LD T45= M1.2TON T45, 30LD T45= M1.2TON T46, 30LD T46LD C20CTU C20, 5LD C20TON T47, 300LD T47SCRT S0.7SCRELSCR S0.6LD M0.1SCRT S0.5LDN M0.1SCRT S0.0SCRELSCR S0.7LDN I0.5= M1.3TON T48, 20LD T48= M1.4TON T49, 20LD T49= M1.5TON T50, 20LD T50= M1.6TON T51,
15、 300LD T51= M1.7TON T52, 20LD T52= M2.7TON T53, 20LD T53= M3.0TON T54, 20LD T54= M2.0TON T55, 10LD T55SCRT S1.0SCRELSCR S1.0LDN I0.5= M2.1TON T56, 20LD T56= M2.2TON T57, 20LD T57= M2.3TON T58, 20LD T58= M2.4TON T59, 300LD T59SCRT S1.1SCRELSCR S1.1LD M0.1SCRT S0.7LDN M0.1SCRT S0.0SCRELD M0.2AN T40LD
16、M1.0AN T40OLDLD T45AN T46OLDLD C20AN T47OLDLD M1.6AN M2.0OLDO M2.1= Q0.3LD M0.3AN T40LD M2.6AN T44OLDLD M1.1AN T45OLDLD C20AN T47OLDLD M1.5AN M3.0OLDO M2.2= Q0.2LD M0.4AN T40LD M2.5AN T44OLDLD T45AN T46OLDLDN C20A T47OLDLD M1.4AN M2.7OLDO M2.3= Q0.1LD M0.5AN T40LD M0.7AN T44OLDLD M1.1AN T45OLDLD C20
17、AN T47OLDLD M1.3AN M1.7OLDO M2.0= Q0.0END第七章 总结和学别的学科一样，在学完PLC理论课程后我们做了课程设计，此次设计以分组的方式进行，每组有一个题目。我们做的是花式喷水池的PLC控制系统。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。但通过各方面的查资料并学习。我们基本学会了PLC设计的步聚和基本方法。分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与能力。通过这次设计实践。我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前
18、，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。同时我还认识到，不管以后是否从事机械行业，都得首先尽可能把专业知识学扎实。这是根本之所在。也是作为大学生最基本的一项任务。还是毕业后找工作的一个基本硬性指标。 在学好专业知识的同时，应因可能多拓宽一下自己的视野，丰富一下自己的思维，进一步发展自己！ 加油！ 其实正向老师说得一样，机械设计的课程设计没有那么简单，你想copy 或者你想自己胡乱蒙两个数据上去
19、来骗骗老师都不行，因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处。 此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。第七章 参考文献1.王永华. 现代电气控制及PLC应用技术. 北京航空航天大学出版社3.程先平. 机电传动控制. 华中科技大学出版社4.陈宏钧. 可编程控制器课程设计指导书【M】. 天津：天津大学出版社，20015.温照方. SIMATIC S7-200可编程序控制器教程. 北京理工大学出版社7.于庆广.可编程控制器原理与系统设计.北京:清华大学出版社，2004.8. 吴中俊，黄永红主编，可编程序控制器原理及应用，机械工业出版社， 2004；9. 西门子公司，SIMATIC S7-200可编程序控制器系统手册，2002；10. 廖常初主编，PLC编程及应用，机械工业出版社，2002；第 32 页 共 24 页
