基于S7-200系列PLC的花式喷泉的控制本科设计.docx
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基于S7-200系列PLC的花式喷泉的控制本科设计.docx
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学号2010210400
《电气控制与PLC技术》
课程设计
(2010级本科)
题目:
基于S7-200系列PLC的花式喷泉的控制
系(部)院:
物理与机电工程学院
专业:
电气工程及其自动化
作者姓名:
张晓瑛崔建峰刘婧
指导教师:
张晓峰职称:
教授
完成日期:
2013年07月03
《电气控制与PLC技术》课程设计任务书
论文题目
基于S7-200PLC系列的花式喷泉的控制
作者姓名
张晓瑛
所属院、专业、年级
物电学院电气工程及其自动化102班
指导教师姓名、职称
张晓峰教授
任务下达日期
2013年6月17日
一、设计内容及技术要求:
1任务描述
在游人和居民经常光顾的场所,如花园、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,在和谐优雅的音乐中,更使人心旷神怡,流连忘返。
2设计一个花式喷泉的PLC控制系统
1)按下启动按钮,喷泉控制装置开始工作;按下停止按钮,喷泉控制装置停止工作。
2)喷泉的工作方式由花式选择开关和单步/连续开关决定。
3)当单步/连续开关在单步位置时,喷泉只能按照花式选择开关设定的方式,运行一个循环。
4)花式选择开关用于喷泉的喷水花样,现考虑四种喷水花样。
①花式选择开关在位置1时,按下启动按钮后,4号喷头喷水,延时2s后,3号喷头喷水,再延时2s后,2号喷头喷水,又延时2s后,1号喷头喷水。
18s后,如果为单步工作方式,则停下来。
如果为连续工作方式,则继续循环下去。
②花式选择开关在位置2时,按下启动按钮后,1号喷头喷水,延时2s后,2号喷头喷水,再延时2s后,3号喷头喷水,又延时2s后,4号喷头喷水。
30s后,如果为单步工作方式,则停下来。
如果为连续工作方式,则继续循环下去。
③花式选择开关在位置3时,按下启动按钮后,1号、3号喷头同时喷水,延时3s后,2号、4号喷头喷水,1号、3号喷头停止喷水。
如此交替运行15s后,4组喷头全部喷水,30s后,如果为单步工作方式,则停下来。
如果为连续工作方式,则继续循环下去。
④花式选择开关在位置4时,按下启动按钮后,按照1—>2—>3—>4的顺序,依次间隔2s喷水,然后一起喷水。
30s后,按照1—>2—>3—>4的顺序,分别延时2s,依次停止喷水。
再经1s延时,按照4—>3—>2—>1的顺序,依次间隔2s喷水,然后一起喷水。
30s后停止。
如果为单步工作方式,则停下来。
如果为连续工作方式,则继续循环下去。
3设计方案提示
1)根据花式选择开关的位置信号,采用跳转指令编程。
2)在每个跳转程序段内,采用定时器指令实现顺序控制。
4设计报告要求
1)完整的设计说明书;
2)完成系统组态或硬件配制;
3)正确合理地进行编程元件的地址分配。
(如果采用分部编程或者结构化编程时,要对变量进行声明);
4)画出输入/输出接线图及相关的图纸;
5)设计梯形图控制程序;
6)编制系统的操作说明;
7)编制系统的调试说明及注意事项;
8)设计体会。
二、设计进度
周次
时间
日期
内容
备注
17周周一,二
6.17--6.18
6.18晚7:
30
审题
理工实验楼501室
17周业余时间
18周19周前三天
6.17—7.03
设计
17周周五
6.21
下午3:
00
辅导
理工实验楼501室
18周周五
6.29
下午3:
00
辅导
理工实验楼501室
19周周一,二
7.01—7.02
全天
调试程序
PLC实验室、光机电一体化实验室
19周周三
7.03
全天
答辩
19周周五
7.05
全天
交稿
包括文字稿和电子稿
指导老师签字:
目录
第1章喷泉的发展及现状 1
1.1喷泉的历史 1
1.2喷泉的现状 1
第2章设计目的 1
第3章设计任务及要求 1
3.1设计任务 1
3.1.1任务描述 1
3.2设计任务及要求 3
第4章系统硬件设计 3
4.1系统设计步骤 3
4.2PLC的I\O分配表 3
4.3PLC硬件的选型 4
4.3.1PLC的基本工作方式 4
4.3.2PLC运作过程 4
4.4系统接线图 5
第5章控制系统设计 6
5.1控制程序流程图设计 6
5.2控制程序设计思路 6
5.2.1输入输出(I/O)点数的估算 7
5.2.2存储器容量的估算 7
5.2.3机型的选择 7
第6章软件系统设置 7
6.1系统梯形图 7
第7章系统调试与结果分析 14
7.1调试线路图 14
7.2调试结果分析 15
7.2.1花样选择开关在位置1时 15
7.2.2花样选择开关在位置2时 16
7.2.3花样选择开关在位置3时 17
7.2.4花样选择开关在位置4时 18
第8章总结 21
参考文献 22
摘要
一个高速发展的社会,各式各样的需求也正在充斥着整个社会。
有些人追求物质,有些人追求精神上的享受,不过总而言之,人类这种群体对美的渴望都是一样的。
所以想尽办法让美丽在我们生活的周围,尽管在城市这种钢筋混凝土、压力、人口、污染的区域里。
人们还是在利用技术支持,去制造美的东西。
例如公园、大片的绿地、广场、好看的建筑物。
有了这些大的框架,其中的细节随着时代的变迁,也是一步步升级,细致。
虽然让人有视觉美感的东西越来越多,可是近代以来在这些地方总有一种建筑是不能少的——喷泉。
原是一种自然景观,是承压水的地面露头。
文艺复兴时期,便有类似喷泉的建筑物出现,尤其是在意大利罗马城。
当时的喷泉的技术并不是现在这样复杂,它们只是在利用压力将水压出。
但是这种方式水喷出来都不会很高。
随着时代的进步,技术的发展。
使得喷泉的形态越来越多经过多年的发展,现在已经逐步发展为几大类:
音乐喷泉;程控喷泉;音乐+程控喷泉;激光水幕电影;趣味喷泉等。
加上特定的灯光、控制系统,起到净化空气,美化环境的作用。
现代的喷泉所具备的条件是相当优越的,其中最为关键的便是控制系统PLC.它的主要作用是控制水下电磁阀来让喷泉在高水压下喷出各式各样的形态,随后在加上动听的音乐,便产生了具有震撼力的视觉冲击,所以利用现代科技来制作喷泉是极好的选择。
关键词:
喷泉、控制系统PLC、净化空气、优越性
第1章喷泉的发展及现状
1.1喷泉的历史
早在我国汉代的上林苑中,就有"铜龙吐水",这就是一种人工的喷泉,可见喷泉应用于园林已有二千余年的历史了。
古代在喷泉的制作上主要利用自然整体结构,加之人工修改而成。
1.2喷泉的现状
现代城市中设置的喷泉已十分先进、灵活多变,花样翻新,可大可小,可高可低,喷射出的水,大者如珠,小者如雾,随着喷泉构筑物的形式、大小及水压等而产生高低不同、水态各异,形式多样的喷泉。
当今喷泉工程和高新技术的结合正是历史发展的必然,由于喷泉工程中采用了大量的高新技术,从而使喷泉效果更加绚丽多彩,婀娜多姿,令人赏心悦。
第2章设计目的
通过对基于S7-200PLC自动喷泉控制系统的工作原理的分析、系统设计、编程、及上机调试工作的实践,了解电器控制系统的一般设计思路,熟悉和掌握外围电路系统和软件设计的方法,并掌握利用PC对PLC工作状况进行监控的方法
第3章设计任务及要求
3.1设计任务
3.1.1任务描述
某广场的喷泉如图所示,4号为中间喷头,3号为内环状喷头,2号为1次外环状喷头,1号为外环装喷头。
图1某广场喷泉结构图
3.1.2控制任务和要求
(1)按下启动按钮,喷泉控制装置开始工作,按下停止按钮,喷泉控制装置停止工作。
(2)喷泉的工作方式由花样选择开关和单步、连续开关决定。
(3)当单步、连续开关在单步控制时,喷泉只能按照花样选择开关设置的方式运行一个循环。
(4)花样选择开关用于选择喷泉的喷水花样,现考虑4种喷水花样。
花样选择开关在位置1时,按下启动按钮后,4号喷头喷水,延迟2s后,3号喷头喷水,再延迟2s后,2号喷头喷水,又延迟2s后,1号喷头喷水,18s后停止,如果为单步工作方式,则停下来。
如果为连续工作方式,则继续循环下去。
花样选择开关在位置2时,按下启动按钮后,1号喷头喷水,延迟2s后,2号喷头喷水,再延迟2s后,3号喷头喷水,又延迟2s后,4号喷头喷水。
30s后停止,如果为单步工作方式,则停下来。
如果为连续工作方式,则继续循环下去。
花样选择开关在位置3时,按下启动按钮后,1号、3号喷头同时喷水,延迟3s后,2号、4号喷头同时喷水,1号、3号喷头停止喷水。
如此交替15s后,4组喷头全喷水,30s后停止,如果为单步工作方式,则停下来。
如果为连续工作方式,则继续循环下去。
花样选择开关在位置4时,按下启动按钮后,按照1-2-3-4的顺序,以此间隔2s喷水,然后一起喷水。
30s后,按照1-2-3-4的顺序,分别延迟2s依次停止喷水。
再经1s延迟时,按照4-3-2-1的顺序,依次间隔2s喷水,然后一起喷水。
30s后停止。
如果为单步工作方式,则停下来。
如果为连续工作方式,则继续循环下去。
3.2设计任务及要求
1完整的设计任务书
2正确地编程元件的地址分配
3画出输入、输出接线图及相关的图纸
4设计梯形图控制程序
5设计操作控制面板,编制系统的操作说明
6编制系统的调试说明及注意事项。
第4章系统硬件设计
4.1系统设计步骤
1深入了解和分析花式喷泉的工艺条件和控制要求。
2确定I/O设备。
根据花式喷泉控制系统的功能要求,确定系统所需的输入、输出设备。
常用的输入设备有按钮、选择开关等,常用的输出设备有指示灯等。
3根据I/O点数选择合适的PLC类型。
4分配I/O点,分配PLC的输入输出点,编制出输入输出分配表或输入输出端子的接线图。
5设计花式喷泉系统的梯形图程序,根据工作要求设计出周密完整的梯形图。
6程序,这是整个花式喷泉系统设计的核心工作。
7将程序输入PLC进行软件测试,查找错误,使系统程序更加完善。
4.2PLC的I\O分配表
根据系统要求所选择的I/O功能分布表如下表所示
输
入
设
备
启动
I0.0
按钮SB0
花样选择开关1
I0.1
按钮SB1
花样选择开关2
I0.2
按钮SB2
花样选择开关3
I0.3
按钮SB3
花样选择开关4
I0.4
按钮SB4
单步/连续
I0.5
按钮SB5
停止
I0.6
按钮SB6
输
出
设
备
1号喷头
Q0.1
接触器KM1
2号喷头
Q0.2
接触器KM2
3号喷头
Q0.3
接触器KM3
4号喷头
Q0.4
接触器KM4
表4-1I/O功能分布表
4.3PLC硬件的选型
可编程控制器是是一种数字运算操作的电子系统,专业在工业环境下应用而设计。
它利用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算等操作的指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,来控制各类型的机械或生产的过程。
4.3.1PLC的基本工作方式
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- 基于 S7 200 系列 PLC 花式 喷泉 控制 本科 设计
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