花式喷水池PLC控制课件.docx
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花式喷水池PLC控制课件
黑龙江大学
课程设计说明书
学院:
机电工程学院
专业:
电气工程及其自动化
课程名称:
专业方向课程设计
设计题目:
花式喷水池的PLC控制
姓名:
学号:
指导教师:
成绩:
内容摘要
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。
本设计书采用了西门子s7-200系列可编程序控制器作为喷水池的控制器。
对花式喷水池的控制系统的总体功能进行了分析,详细介绍了系统的硬件配置、设计方案及软件设计顺序功能图。
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。
当控制要求发生改变时,只需要改变程序,硬件接线不变或作较小变动即可,方便简单。
而且采用PLC控制时,利用其体积小、功能强、可靠性高,并具有较大的灵活性和可扩展性的特点,改变控制方式或改变选择开关,即可改变喷水规律,变换出不同的花样。
关键词
花式喷水池装置;CPU222;顺序控制
目录
内容摘要I
关键词I
第一章绪论1
1.1花式喷水池PLC控制程序的设计与调试内容简介1
1.1.1花式喷水池示意图1
1.1.2设计任务和要求1
1.2花式喷水池PLC控制程序的设计与调试课题要求2
1.3花式喷水池PLC控制程序的设计与调试设计思想2
第二章花式喷水池PLC控制系统的硬件电路设计4
2.1花式喷水池PLC控制系统运行框图4
2.2花式喷水池PLC控制系统PLC选型5
2.3花式喷水池PLC控制系统I/O分配表5
2.3花式喷水池PLC控制系统I/O接线图6
2.4花式喷水池PLC控制程序的梯形图6
第三章花式喷水池PLC控制系统的电气设计7
3.1花式喷水池PLC控制程序的主电路设计7
3.2花式喷水池PLC控制程序的元件明细8
总结9
参考文献10
致谢11
附录12
第一章绪论
1.1花式喷水池PLC控制程序的设计与调试内容简介
1.1.1花式喷水池示意图
在图(a)中,4为中间喷水管,3为内环状喷水管,2为一次外环形状喷水管,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”=单步,“0”=连续,其他为单一功能开关。
1.1.2设计任务和要求
(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水花样,1-4号喷水管的工作方式选择如下:
①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。
②选择开关在位置“2”时。
按下启动按钮后,1号喷水,延时2s后,2号喷水,延时2s后,3号接着喷水,再延时2s,4号喷水,这样,一起喷水30s后再停下。
若在连续状态时,将继续循环下去。
③选择开关在位置“3”时。
按下启动按钮后,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。
④选择开关在位置“4”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接顺序延时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反向顺序按2s顺序喷水,一起喷水30e后停止。
若在连续状态时,将继续循环下去。
(4)不论在什么工作方式下,按下停止按钮,喷水池将停止运行。
1.2花式喷水池PLC控制程序的设计与调试课题要求
本次的设计要求如下:
1.画出运行框图;
2.采用PLC控制,列出输入输出点分配表;
3.画出PLC的输入输出设备的接线图;
4.利用STEP7-Micro/WIN32软件完成梯形图、指令表的程序设计与调试;
5.完成课程设计说明书
1.3花式喷水池PLC控制程序的设计与调试设计思想
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;
3.当选择开关在1时,按动启动按钮时程序自动进入开关1对应该的程序运行,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2、3、4时同上。
4.工艺流程图
电源
电动机电磁阀
PLC
控制面板
第二章花式喷水池PLC控制系统的硬件电路设计
2.1花式喷水池PLC控制系统运行框图
在许多休闲广场、景区或游乐场里,经常看到喷水池按一定的规律喷水或变化式样,若在夜晚配上各种彩色的灯光显示,更加迷人。
设计一花式喷水池,采用PLC控制是比较方便的,在花式喷水时序确定的前提下,可以通过改变时序或者改变控制卉关,就可改变控制方式,达到显现各种复合状态的要求。
经分析及组员的建议本设计题目使用顺序控制指令完成,思路清晰、易于理解。
而顺序控制指令是PLC生产厂家为用户提供的可视功能图编程简单化和规范化的指令。
本设计中使用顺序控制指令虽梯形图网络众多,操作比较繁琐,但思路清晰、易于理解。
故选择顺序控制指令完成。
本设计中涉及可选择的分支和链接、跳转和循环。
分析系统及控制要求绘出如下运行框图,如图2-1所示
图2-1系统运行框图
2.2花式喷水池PLC控制系统PLC选型
从2.1运行框图分析可以知道,系统共有开关量输入点7个,开关量输出点5个。
本系统采用西门子S7-200系列PLC进行控制。
如果选用CPU226PLC或CPU224PLC,价格较高,浪费较大。
参照西门子S7-200产品目录,主机CPU222.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。
CPU222输入电压:
20.4‐28.2VDC/85‐264VAC(43‐63Hz),集成了8输入/6输出共14个数字量I/O点。
可连接2个扩展模块。
2.3花式喷水池PLC控制系统I/O分配表
该系统需7个输入和5个输出,由以上知选CPU222即可满足要求(CPU222有8输入和6输出)。
I/O分配表如下图所示。
名称
地址
符号
说明
输入
启动按钮
I0.0
SF0
启动喷泉系统
1号方式选择开关
I0.1
SF1
喷泉选择1号方式喷水
2号方式选择开关
I0.2
SF2
喷泉选择2号方式喷水
3号方式选择开关
I0.3
SF3
喷泉选择3号方式喷水
4号方式选择开关
I0.4
SF4
喷泉选择4号方式喷水
单步/循环选择开关
I0.5
SF5
选择是否是循环状态
停止按钮
I0.6
SF6
停止喷泉系统
输出
喷水池工作指示
Q0.0
EA1
喷水池工作指示灯亮
1号喷水阀工作
Q0.1
MB1
1号喷水阀工作
2号喷水阀工作
Q0.2
MB2
2号喷水阀工作
3号喷水阀工作
Q0.3
MB3
3号喷水阀工作
4号喷水阀工作
Q0.4
MB4
4号喷水阀工作
2.3花式喷水池PLC控制系统I/O接线图
2.4花式喷水池PLC控制程序的梯形图
本系统采用STEP7MicroWINSP4(S7-200)V4.0软件调试,分为两部分:
主程序和子程序,子程序有四部分,分别表示选择开关在位置1-4时的不同喷水花样,共有69个网络。
调试过程所设计梯形图见附录
第三章花式喷水池PLC控制系统的电气设计
3.1花式喷水池PLC控制程序的主电路设计
下图为花式喷水池的主电路图。
QF为空气开关,起保护作用;KM0控制三相异步电动机起步运行,KM1、KM2、KM3、KM4分别通过控制四个电磁阀的通断来控制喷水管喷水。
图3-1主电路图
3.2花式喷水池PLC控制程序的元件明细
表3-1花式喷水池PLC控制程序的元件明细
序号
器件名称
型号
主要参数
数量
1
PLC
S7-200CPU222
8输入/6输出
1
2
塑料外壳式低压断路器
DZ20Y-100/3300
50/60Hz;800V;400A
1
3
电动机
100L2M-4
3KW;380V;23A
1
4
熔断器
RL1-15
500V;10A
5
5
电磁继电器
HH52P
DC24V;10A;10V
5
6
直流电源
NES-50-24
50W;24V
1
7
旋转开关
LW5D-16
50Hz;<500V;<5.5Kw
总结
通过这次课程设计使我懂得了理论与实践结合起来的重要性。
在设计的过程中遇到了各种各样的问题。
同时在发现自己的不足之处,例如对以前所学的知识理解的不够深刻,掌握的不够牢固,比喻说不懂一些元器件的使用方法,对PLC编程掌握的不好。
通过这次课程设计使我对PLC有了进步的掌握。
在本次设计中,遇到了大量的以前没有学到过的知识。
这时图书馆和网络成了我的好助手。
在查阅资料的过程中,判断优劣、取舍相关知识,不知不觉中查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。
我们学习的知识是有限的,在以后的工作中肯定会遇到许多未知的领域,有了自主学习的能力这方面的能力便会使我受益非浅。
参考文献
[1]王宗才.机电传动与控制.北京:
电子工业出版社,2011.
[2]易传禄.可编程序控制器应用指南.上海:
上海科普出版社,2006.
[3]王永华.现代电气及可编程技术.北京:
机械工业出版社,1997.
[4]程周.电气控制与PLC原理及应用.北京:
电子工业出版社,2003
[5]方承远.工厂电气控制技术.北京:
机械工业出版社,2004.
[6]王永华.现代电气及可编程技术.北京:
机械工业出版社,1997.
[7]汤以范.电气与可编程序控制器技术.北京:
机械工业出版社,2005.
[8]刘子林.电机与电气控制.北京:
北京:
电子工业出版社,2003
致谢
最后感谢学院和老师给了我们这次宝贵的实践机会,对我们的能力提高非常有帮助。
感谢XXX老师不辞劳苦的辛勤指导,对每个简单或难的问题都予以深刻的解答,使我又学到了很多的知识。
从这次课程设计中,我更加看清了自己的不足之处。
为了搞好这次课程设计,通过查阅资料以及在老师的帮助下,最终基本达到了设计目的。
通过实践,巩固了理论知识的学习,提高了实际应用所学知识的能力,还积累了许多宝贵的经验。
在这次的设计实践过程中,我认识到不管做什么事,尤其是科学实践,都需要大胆假设,小心求证。
任何一个方案都要经过详细周全的论证后才能着手去做,否则即使很快做出来,但经不起推敲和考验。
对于那些要求能够扩展功能的课题更是如此。
附录
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- 花式 喷水池 PLC 控制 课件