基于PLC控制的音乐喷泉电气控制系统毕业设计Word格式.docx

基于PLC控制的音乐喷泉电气控制系统毕业设计Word格式.docx

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该控制系统选用三菱公司FX系列的PLC。

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.

为了便于程序清晰明了，分别调用不同的四个花样，采用了子程序调用指令（CALLP），并通过[SRET]返回原始指令。

不同花样的选择采用手动选择开关，内部通过时间继电器和辅助继电器实现自动化控制来完成各花样内的循环动作。

3.调研的目的和总结。

以PLC为核心设计音乐喷泉控制系统，比继电器-接触器控制方案和单片机方案在稳定性、控制速度、开关量频率、设备体积等方面均有巨大的优势。

同时，PLC“软接线”的特性还便于喷泉进行参数调整和功能升级。

由于PLC抗干扰能力强，开关损耗小，故控制系统的稳定性和寿命都能得到极大的提升。

PLC简单易读易学的梯形图程序为音乐喷泉控制系统的逻辑构建和设计提供了极大的便利。

同时，PLC还能方便地进行PWM调制，使得对水泵电机、灯光亮度的调节更加轻松。

综上所述，选用PLC设计缸体加工机床控制系统，在设计其逻辑和实现功能方面，是完全可行的。

同时，使用PLC设计的音乐喷泉控制系统，在使用寿命，扩展性等方面都具有极大的优势。

第二部分设计说明

1理论分析

课程设计在整个教学过程中，是一个非常重要的实践性教学环节，尤其在掌握机电传动控制技术时，仅仅了解工作原理和控制的指令系统是远远不够的。

为最大限度的满足生产工艺和机械设备的要求，就需要结合机电传动控制和应用技术的特点，进行初步的工程训练。

在许多休闲广场、景区或游乐场所里,人们经常看到喷泉按一定的规律喷水,景色迷人;

若在夜晚配上各种颜色的灯光显示,则更加绚丽多彩.本次课程设计就是通过设计花样式喷泉以机电传动控制课程设计为载体的主要目的，是通过对喷泉简单的自动化控制、简单的工艺过程的调查研究，使学生明确生产工艺对电气控制提出的各项要求。

根据这些要求，进行基本的原理设计、工艺设计和操作设计，使学生在课程设计的全过程中，进一步明确设计任务中的各项要求，建立课程设计工作的整体概念，从工程环境、实现手段和操作方式的各个环节入手来设计控制程系统，通过不断的调试和完善软硬件设计，最终能够满足这些要求。

课程设计以培养工程应用能力为主，在独立完成设计任务的同时，还要进行多方面能力的培养和提高，为毕业设计以及毕业后的工作能力打下良好的基础。

2设计方案（构思、分析、确定）

I/O分配表

由控制要求分析可知，分配表中输入7个，输出4个，则其I/O分配表如下表所示

输入输出

地址元件功能地址元件功能

X0SB1启动开关Y0KM1喷头1

X1SA2花样开关位置1Y1KM2喷头2

X2SA3花样开关位置2Y2KM3喷头3

X3SA4花样开关位置3Y3KM4喷头4

X4SA5花样开关位置4

X5SB6停止

X6SB7单步/连续

5.1PLC硬件连接图

课程设计的要求，采用三菱FX2N系列，其硬件连接图如下图所示：

图1PLC控制接线图

5.2电机的接线图

图2驱动电机主接线图

程序顺序图

由于有4中花样，所以应该分布考虑，按照花样的要求，编辑四种花样顺序图，顺序图如下图所示：

图3花样1程序顺序图

图4花样2的程序顺序图

图5花样3的程序顺序图

图6花样4的程序顺序图

4.作品（产品）特点

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,人们越来越注重居住环境的改善和美化,使得音乐喷泉系统日渐被推广应用。

本文主要论述通过借用有源音箱扬声器的信号,节约了系统的成本,并引入史密斯（Smith）预估补偿器,解决了系统因为各种执行机构的惯性和机械因素而导致的整个控制系统较大的时间滞后问题,实现了PLC控制音乐喷泉。

通过实验,此系统具有较好的时间同步性,可以很好地实现声、光、水的结合;

可以改造已有的音乐喷泉系统,具有广阔的应用前景。

第三部分设计成果

1.设计成果：

产品设计类→产品的图片或视频

2.作品的特点：

可编程逻辑控制器（PLC）作为一种工业控制设备，具有很强大的控制功能，极高的稳定性和可靠性。

PLC采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可。

由于PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制的，所以也具有速度快，严格同步等优良特性。

3.梯形图

附录3指令表

0LDX000

1MPS

2ANDX001

3CALLP0

6MRD

7ANDX002

8CALLP1

11MRD

12ANDX003

13CALLP2

16MPP

17ANDX004

18CALLP3

21P0

22LDX006

23ANDM100

24ORM100

25ANIX005

26OUTM100

27LDM4

28ANDT3

29ORM0

30ORM8002

31ANIM1

32OUTM0

33LDM0

34ANDM100

35ORM1

36ANIM2

37OUTM1

38OUTT0K20

41OUTM30

42LDM1

43ANDT0

44ORM2

45ANIM3

46OUTM2

47OUTT1K20

50OUTM40

51LDM2

52ANDT1

53ORM3

54ANIM4

55OUTM3

56OUTT2K20

59OUTM50

60LDM3

61ANDT2

62ORM4

63ANIM0

64OUTM4

65OUTM60

66OUTT3K180

69FEND

70P1

71LDM200

72ANDX006

73ORM200

74ANIX005

75OUTM200

76LDM9

77ANDT7

78ORM8002

79ORM0

80ANIM6

81OUTM0

82LDM0

83ANDM200

84ORM6

85ANIM7

86OUTM6

87OUTM61

88OUTT4K20

91LDM6

92ANDT4

93ORM7

94ANIM8

95OUTM7

96OUTM51

97OUTT5K20

100LDM7

101ANDT5

102ORM8

103ANIM9

104OUTM8

105OUTM41

106OUTT6K20

109LDM8

110ANDT6

111ORM9

112ANIM0

113OUTM9

114OUTM31

115OUTT7K300

118FEND

119P2

120LDM300

121ANDX006

122ORM300

123ANIX005

124OUTM300

125LDM13

126ANDT11

127ORM8002

128ORM0

129ANIM10

130OUTM0

131LDM300

132ANDM0

133ORM10

134ANIM11

135OUTM10

136OUTM21

137OUTM23

138OUTT8K30

141LDT8

142ORM11

143ANIM12

144OUTM11

145OUTM20

146OUTM22

147OUTT9K30

150LDT9

151ANDM11

152ORM12

153ANIM0

154OUTM12

155OUTT10K150

158LDM12

159ANDT10

160ORM13

161ANIM0

162OUTM13

163OUTT11K300

166LDM13

167ORM20

168OUTM32

169LDM13

170ORM21

171OUTM42

172LDM13

173ORM22

174OUTM52

175LDM13

176ORM23

177OUTM62

178FEND

179P3

180LDM400

181ANDX006

182ORM400

183ANIX005

184OUTM400

185LDM16

186ANDT16

187ORM8002

188ORM0

189ANIM13

190OUTM0

191LDM0

192ANDM400

193ORM13

194OUTM13

195LDM13

196ANIT1

197OUTT0K10

200LDT0

201OUTT1K10

204OUTM70

205LDIM80

206OUTM71

207LDPM70

209SFTRM71M80K4K1

218LDPM70

220OUTT12K300

223LDT12

224OUTM14

225LDM14

226ANDT12

227ANIT3

228OUTT2K10

231LDT2

232OUTT3K10

235OUTM72

236LDIM84

237OUTM73

238LDPM72

240SFTRM73M84K4K1

249LDPM72

251OUTT13K300

254LDT13

255OUTM15

256LDM15

257ANIT5

258ANDT13

259OUTT4K10

262LDT4

263OUTT5K10

266OUTM74

267LDIM88

268OUTM75

269LDPM74

271SFTLM75M88K4K1

280LDPM74

282ANIM0

283OUTT16K300

286LDT16

287OUTM16

288LDM80

289ORM84

290ORM88

291ORM16

292OUTM33

293LDM81

294ORM85

295ORM89

296ORM16

297OUTM43

298LDM82

299ORM86

300ORM90

301ORM16

302OUTM53

303LDM83

304ORM87

305ORM91

306ORM16

307OUTM63

308FEND

309LDM30

310ORM31

311ORM32

312ORM33

313OUTY000

314LDM40

315ORM41

316ORM42

317ORM43

318OUTY001

319LDM50

320ORM51

321ORM52

322ORM53

323OUTY002

324LDM60

325ORM61

326ORM62

327ORM63

328OUTY003

329END

3.

第四部分结束语

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，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。

虽然本次课程设计是要求自己独立完成，但是，彼此还是脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。

多和同学讨论。

我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。

讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。

多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题

在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见，和同学们的帮助，谢谢你们！

第五部分致谢

首先，我要感谢我的毕业课题指导老师。

刚拿到课题时，我对音乐喷泉的控制一无所知，也未能寻得关于用PLC控制音乐喷泉设计的其他资料。

幸得老师的悉心辅导，通过他的细致讲解，我才能知晓音乐的大致结构和工作流程，并以此确定了控制系统的主要功能区块和PLC的输入输出接口。

在我编写梯形图程序时，老师也为了提供了不少的帮助，喷泉的整体控制架构，也是在和老师的讨论当中确定下来的。

我在设计信号采集电路和调制电路时如此顺利，更是得益于老师讲解的《微型计算机控制原理》的精彩课程。

这些悉心的指导和耐心的帮助让我少走了不少弯路。

再次，我要感谢学院可敬的老师们，亲爱的朋友们同学们。

你们帮助给予了我巨大的力量，你们的陪伴编织了我大学最美好的回忆，我会铭记我们在一起学习生活的日子，我会想念你们！

然后，我要感谢我的笔记本电脑，陪伴我度过无数漆黑的夜晚，你显示器柔和的光线帮我照亮了夜的黑。

真诚地感谢你，在我搜寻资料、设备选型、描画图纸、设计程序、调试程序、撰写报告时，一直稳定安静地运行着，没有让我的努力在一闪而过的蓝屏后化为泡影。

最后，我还要感谢一下在设计过程做为我提供帮助的室友们，朋友们。

你们都在擅长的领域给我提供了不少的帮助，甚至很多模块没有你们的点拨便无法完成，在对你们表示感谢的同时，我也意识到了自己存在许多不足，将来一定倍加努力，让自己更充实。

感谢你们。

大学3年，经历了很多，学院见证了我的改变，我也见证了它的变迁。

也感谢你，我会为你骄傲，也希望你会继续越变越好。

第六部分参考文献

[1]殷培峰.基于plc喷泉控制系统设计.兰州石化职业技术学院学报,2006

[2]王传艳.三菱PLC在花式喷泉控制系统中的应用,天津大学自动化学院，2007

[3]郭艳萍，李晓波.PLC在花式喷泉控制系统中的应用,漯河职业技术学院，2007

[4]　张延灿.喷泉工程发展及其设计问题（上）.给水排水，1998，24（7）：

47～50