PLC课程设计.docx
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PLC课程设计.docx
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PLC课程设计
PLC课程设计
题目:
花式喷水池装置PLC控制
姓名
:
沈志忠
学号
:
2009401020313
专业
:
电气工程及其自动化3班
成绩
:
指导教师
:
刘冬梅
目录
题目:
花式喷水池装置PLC控制1
目录2
1绪论3
1.1PLC控制喷水池的意义3
1.2设计题目及其控制要求4
2系统设计方案分析6
2.1喷水池的控制原理6
2.2课题设计思路6
3系统硬件设计7
3.1PLC的选型7
3.2I/O接口分配接线图8
3.3I/O分配表8
4系统软件设计9
4.1系统程序梯形图9
4.2调试结果12
5结束语13
PLC简介
可编程控制器(ProgrammableController)是计算机家族中的一员,是为工业控制应用而设计制造的。
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController),它主要用来代替继电器实现逻辑控制。
随着技术的发展,这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围,因此,今天这种装置称作可编程控制器,简称PLC。
1绪论
1.1PLC控制喷水池的意义
随着微电子技术的发展,可编程序控制器(简称PC或PLC)以微处理器为核心,适用于开关量、模拟量和数字量的控制,它已进入过程控制和位置控制等领域,成为一种多功能、高可靠性、应用场合最多的工业控制微型计算机。
我们这次PLC控制课程设计的主要目的,是通过对简单实验设备的控制模拟实际操作中的设备。
根据这些要求,进行基本的原理设计、工艺设计和操作设计,使我们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。
这次课程设计不仅培养了我们的工程应用能力,独立完成工作的能力外,还培养了我们文献信息检索的能力和对所学知识的综合运用的能力,并为我们的毕业设计以及毕业后的工作能力打下良好的基础。
喷泉是人工环境中观赏价值最高、最富有生命力的理想景观之一。
规模可大可小,射程可高可低,喷出的水,大者如珠,细者如雾,变化万千,引人入胜。
喷泉景观概括来说可以分为两大类:
一是因地制宜,根据现场地形结构,仿照天然水景制作而成,如:
壁泉、涌泉、雾泉、管流、溪流、瀑布、水帘、跌水、水涛、漩涡等。
二是完全依靠喷泉设备人工造景。
这类水景近年来在建筑领域广泛应用,发展速度很快,种类繁多,有音乐喷泉、程控喷泉、摆动喷泉、跑动喷泉、光亮喷泉、游乐喷泉、超高喷泉、激光水幕电影等。
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,更使人心旷神怡,流连忘返。
利用PLC控制喷泉喷水方式,产生各样的样式。
在系统的硬件组成以及软件的实现,通过PLC控制电磁阀开关来决定喷水的效果。
实际应用效果良好。
供人们休闲、观赏。
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。
1.2设计题目及其控制要求
花式喷水池装置PLC控制
图a)图b)
图a)中4为中间喷水管,3为内环喷水管,2为中环喷水管,1为外环喷水管。
图b)中的选择开关可以有4中选择,可分为4个开关的模拟实现;单步/连续开关为“1”=单步,“0”=连续,其他为单一功能开关。
控制要求:
控制器电源开关接通以后,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”开关决定。
“单步/连续”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。
方式选择开关用以选择喷水池的喷水花样,1~4号的工作方式选择如下:
a)选择开关在位置“1”——按下启动按钮后,4号喷水,延时2s,3号喷水,延时2s,2号喷水,再延时2s,1号喷水,接着一起喷水15s为一个循环。
b)选择开关在位置“2”——按下启动按钮后,1号喷水,延时2s,2号喷水,延时2s,3号喷水,再延时2s,4号喷水,接着一起喷水30s为一个循环。
c)选择开关在位置“3”——按下启动按钮后,1、3号同时喷水,延时3s,2、4号同时喷水,1、3号停止;交替5次后,再1~4号全部喷水30s为一个循环。
d)选择开关在位置“4”——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后,1、2、3、和4号水管分别延时2s停水,再等待1s,由4、3、2、1反序分别延时2s喷水,然后再一起喷水30s为一个循环。
不论在什么工作方式下,按下停止按钮,喷水池立即停止工作,所有存储器复位。
2系统设计方案分析
2.1喷水池的控制原理
本次设计的喷泉控制系统由启动控制程序、位移脉冲控制程序、复位控制程序、驱动控制程序、停止控制程序组成。
通过启动控制程序实现喷泉的准备,通过位移脉冲控制程序实现子元件中的内容在存储器间的移动,通过复位控制程序实现喷泉花样的循环,通过驱动控制程序实现喷泉的喷射,通过停止程序来实现对喷泉的停止。
2.2课题设计思路
经分析及老师建议本设计题目使用基本指令和功能指令完成,思路清晰、易于理解。
而基本指令和功能指令是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。
本设计中的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。
故选择基本指令和功能指令完成。
本设计中涉及自锁、互锁和循环等。
为方便编程,我采用先编写状态图后再将状态转移图编写为梯形图,这样方便分析每一步的步骤。
使用三菱编程软件编写梯形图,使用步进指令SETSTL复位指令RST和复位指令ZRST。
3系统硬件设计
3.1PLC的选型
3.1.1控制功能的选择
该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。
(1)控制功能PLC主要用于顺序逻辑控制,因此,大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制,有时也采用专门的只能输入输出单元完成所需的控制功能,提高PLC的处理速度和节省存储器容量。
(2)编程功能离线编程方式:
PLC和编程器公用一个CPU,编程器在编程模式时,CPU只为编程器提供服务,不对现场设备进行控制。
完成编程后,编程器切换到运行模式,CPU对现场设备进行控制,不能进行编程。
离线编程方式可降低系统成本,但使用和调试不方便。
在线编程方式:
CPU和编程器有各自的CPU,主机CPU负责现场总线控制,并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换,编程器把在线编制的程序或数据发送到逐句,下一扫描周期,主机就根据新收到的程序运行。
这种方式成本较高,但系统调试和操作方便,在大中型PLC中常采用。
五种标注化编程语言:
顺序功能图(SFC)、梯形图(LD)、功能模块图(FBD)三种图形化语言和语句表(IL)、结构文本(ST)两种文本语言。
选用的编程语言应遵守其标准(IEC6113123),同时,还应支持多种语言编程形式,如C,Basic等,以满足特殊控制场合的控制要求。
3.1.2机型的选择
通过对输入输出点的选择、对存储容量选择、对I/O响应时间的选择以及输出负载的特点选型的分析。
该控制系统选用三菱公司FX1N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,通过扩展模块链接,可以增加输入/输出点数。
3.2I/O接口分配接线图
3.3I/O分配表
4系统软件设计
4.1系统程序梯形图
4.2调试结果
a)X1为ON时——按下启动按钮X0后,4号喷水,延时2s,3号喷水,再延时2s,2号喷水,再延时2s,1号喷水,接着一起喷水15s。
当X5为ON时,则只运行一个循环;当X5为OFF时,则反复循环运行。
当按下停止按钮X6时,喷水池立即停止工作。
再次使X1为ON时,结果同上。
b)X2为ON时——按下启动按钮X0后,1号喷水,延时2s,2号喷水,再延时2s,3号喷水,再延时2s,4号喷水,接着一起喷水30s。
当X5为ON时,则只运行一个循环;当X5为OFF时,则反复循环运行。
当按下停止按钮X6时,喷水池立即停止工作。
再次使X2为ON时,结果同上。
c)当X3为ON时——按下启动按钮X0后,1、3号同时喷水,延时3s后,2、4号同时喷水,1、3号停止喷;交替运行5次后,再1~4号全部喷水30s。
当X5为ON时,则只运行一个循环;当X5为OFF时,则反复循环运行。
当按下停止按钮X6时,喷水池立即停止工作。
再次使X3为ON时,结果同上。
d)当X4为ON时——按下启动按钮X0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后,1、2、3和4号水管分别延时2s停水,再等待1s,由4→3→2→1反序分别延时2s喷水,然后再一起喷水30s。
当X5为ON时,则只运行一个循环;当X5为OFF时,则反复循环运行。
当按下停止按钮X6时,喷水池立即停止工作。
再次使X4为ON时,结果同上。
5结束语
本次PLC课程设计题目与实际生活联系紧密,使我充分认识到了这门课程的实际意义和现实重要性。
通过本次课程设计我掌握了电气控制的原理设计的基本方法,并能达到熟练使用可编程控制器实现简单控制系统的控制要求,尤其是对于顺序控制指令的使用。
基本可以熟练地进行系统外围电路设计、接线、编程、调试等工作。
通过本次课程设计,我学到很多东西,不只是PLC这门课程的知识,还体会到了很多道理。
从刚拿到题目时的无从下手到盲目翻阅资料的同时居然忘记看老师给的重要设计指导,从完成设计大体框架的兴奋到被小问题阻碍的不知所措,直到最后多方请教、多方咨询终于完成设计,收获了满满的成就感。
最重要的是让我明白:
坚持就是胜利。
最简单却最有效的成功方法。
作为一名学生,在设计的思想、经验等等方面难免有所欠缺和不足之处,但是,经过老师和同学们的帮助,我还是顺利的完成了课程设计。
在此,我要感谢老师给了我一个把所学的知识与实际应用相结合的锻炼机会,让我在完成课程设计的过程中学到了很多很多。
也要感谢同学们在此期间对我的帮助。
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- 关 键 词:
- PLC 课程设计