基于PLC控制的花样喷泉Word格式文档下载.docx
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它在给人们的生活到来了视觉上享受的同时,也提高了周边的环境质量,它增了空气中的湿度,减少了空气中的尘埃,降低了空气的温度。
在计算机技术应用十分普遍的情况下,PLC的应用越来越普遍。
用PLC来控制喷泉不仅能让喷泉切换各种水型,而且还能将各种水型按照预先设定的排列组合进行控制程序的设计,通过计算机运行控制程序发出控制信号,使水型实现多姿多彩的变换。
二、花样喷泉的设计方案
1、花样喷泉的控制要求
(1)1号2号喷水管为外环形状,3号喷水管为内环形状,4号喷水管为星型。
(2)本次设计的花样喷泉有三种花样选择。
用按钮来控制喷泉的开始与停止,用选择开关来实现喷泉的工作方式。
(3)三种花样分别为:
1)首先1、2、3、4每隔两秒依次喷水,四个喷水管同时喷水10秒后停止,如此循环。
2)先1、3同时喷水两秒然后停止,同时2、4同时喷水两秒然后停止,交替运行5次后1、2、3、4同时喷水,10秒后停止,如此循环。
3)先1、3、2、4顺序喷水,间隔两秒,然后同时喷水10秒后,按2、4、1、3顺序停喷,如此循环。
(4)通过变频器控制水泵的转速达到控制每个喷泉喷水高度的要求。
1、3为低速正转,2、4为高速正转。
花样喷泉示意图如图1所示:
图1花样喷泉示意图
2、花样喷泉的控制原理图
通过按钮开关信号来控制PLC,用一个变频器来控制4个水泵。
花样喷泉的控制原理图如图2所示:
图2花样喷泉的控制原理图
PLC的工作过程是一个不断循环扫描的过程。
CPU从第一条指令开始,按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序借宿,然后返回第一条指令开始新的一轮扫描,当PLC处于正常运行时,PLC会不断循环扫描地工作下去,其工作过程示意图与3所示。
每一次扫描过程有输入采样,程序执行和输出刷新3个阶段。
(2)、采用PLC控制花样喷泉的优点
1)、PLC软接线,只需改变控制程序就可以轻易改变逻辑或增加功能。
2)、PLC串行工作,不受制约。
3)、PLC通过半导体来控制,速度很快,无触点,故而无抖动一说。
4)、PLC时钟脉冲由晶振产生,精度高,定时范围宽,有计数功能。
5)、PLC无触点,寿命长,具有自我诊断功能,对程序执行的监护功能,现场调试和维护方便。
2、变频器的选型
本次花样喷泉控制系统中的变频器只用于每环喷水管的喷水高度,所以选用三菱公司FR-S520(S)E系列的变频调速器。
此变频器简单易用;
功率范围:
0.4~3.7KW(三相200VFR-S520E系列),0.4~1.5kW(单相220VFR-S520SE系列);
自动转矩提升,实现5Hz时150%转矩输出;
数字式拨盘,设定简单快捷;
柔性PWM,实现更低噪音运行;
15段速,PID,4~20mA输入和漏源型转换等多功能,
内置独立RS485通讯口。
3、水泵的选型
本次花样喷泉控制系统选用的是德士比的QYP100-4.5-2.2喷泉泵。
此泵结构紧凑,无需引水、使用简便,双端密封、电气保护,设计合理、性能优良,经久耐用,性能可靠。
适用于音乐喷泉等场合对电机频繁启动的要求。
叶轮具有防松装置,不怕反转。
六、系统软件的设计
1、花样喷泉的工作过程分析
(1)、按下启动按钮,开始运行。
(2)、按下位置开关1,运行第一种花样。
(3)、按下位置开关3,运行第三种花样。
2、PLC的I/O分配表
如图3所示:
输入
输出
X0
启动
Y1
1号喷水管
X1
停止
Y2
2号喷水管
X2
花样一
Y3
3号喷水管
X3
花样二
Y4
4号喷水管
X4
花样三
Y5
低速
Y6
高速
Y7
正转
图3I/O分配表
3、如图4所示PLC的接线图
图4
4、如图5所示流程图:
图5
3、花样喷泉的控制系统的程序设计
4、程序解析
按下启动按钮X0系统启动。
按下X2系统执行第一种花样,S21~S25为第一种花样的程序;
按下X3系统执行第二种花样,S31~S25为第二种花样的程序;
按下X4系统执行第三种花样,S41~S47为第三种花样的程序。
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