花式喷水池的PLC控制.docx
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花式喷水池的PLC控制.docx
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花式喷水池的PLC控制
南京工程学院
课程设计书
课程名称电气控制与可编程控制器
项目名称花式喷水池的PLC控制
院(系、部、中心)自动化学院
专业测控技术与仪器
班级测控071
起止日期2010.07.05~2010.07.09
指导教师
一、课程设计题目.....................................1
二、课程设计的.......................................1
三、课程设计求.......................................1
4、课程设计步骤.....................................2
1、工艺分析.....................................2
2、PLC选型.......................................2
3、设计思路.......................................3
4、I/O地址分配..................................3
5、接口图.........................................3
6、工作流程图.....................................4
7、顺序功能图.....................................5
8、梯形图.........................................6
9、语句表程序....................................18
5、设计中遇到的问题与解决方法......................22
6、设计总结及心得体会..............................22
7、参考书目........................................23
1、课程设计题目
花式喷水池的PLC控制
二、课程设计目的
电气控制与PLC课程设计是电气自动化技术专业一个重要的实践性教学环节,通过课程设计达到掌握电气控制柜的原理设计、安装工艺图纸设计的基本方法,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,熟练地进行系统外围电路设计、接线、编程、调试等工作。
三、课程设计要求
某一喷水池的控制器,形式如下:
在图中,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。
要求用PLC控制完成下列要求:
1.控制器电源开关接通后,按下启动按钮,喷水装置开始工作。
工作方式由选择开关和单步/连续开关来决定,不论运行在什么方式下,按下止按钮,喷水池停止喷水。
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,喷水池运行一直循环下去。
3.方式选择开关用来选择喷水池的喷水花样,1~4号喷水法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号喷水,
延时2s后,2号喷水,再延时2s后,1号喷水,再一起喷水15s后停下。
若运行在连续状态时,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号喷水,再延时2s后,4号喷水,再一起喷水30s后停下。
若运行在连续状态时,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后停下。
若运行在连续状态时,将继续循环下去。
4)选择开关在位置“4”时,按下启动按钮后,1→2→3→4按顺序延时2s喷水,
然后一起喷水30s,1、2、3和4号分别延时2s停止喷水,再延时1s,由4→3→2→1反向顺序延时2s喷水,然后一起喷水30s停止。
若运行在连续状态时,将继续循环下去。
4、课程设计步骤
1、工艺分析
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。
2、PLC选型
CPU224CN24VDC电源24VDC输入24VDC输出6ES7214-1AD23-0XB8100~230VAC电源24VDC输入继电器输出6ES7214-1BD23-0XB8CPU224本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。
可连接7个扩展模块,最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。
13K字节程序和数据存储空间。
6个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出,具有PID控制器。
1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。
I/O端子排可很容易地整体拆卸。
是具有较强控制能力的控制器。
3、设计思路
经分析及老师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T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。
4、I/O地址分配
名称
地址
符号
说明
输入
启动按钮
I0.0
SF1
启动喷泉系统
单步/循环选择开关
I0.1
SF2
选择是否循环状态
停止按钮
I0.2
SF3
停止喷泉系统
1号方式选择开关
I0.3
SF4
喷泉选择1号方式喷水
2号方式选择开关
I0.4
SF5
喷泉选择2号方式喷水
3号方式选择开关
I0.5
SF6
喷泉选择3号方式喷水
4号方式选择开关
I0.6
SF7
喷泉选择4号方式喷水
输出
喷水池工作指示
Q0.0
EA1
1号喷水阀工作
Q0.1
MB1
1号喷水阀喷水
2号喷水阀工作
Q0.2
MB2
2号喷水阀喷水
3号喷水阀工作
00.3
MB3
3号喷水阀喷水
4号喷水阀工作
Q0.4
MB4
4号喷水阀喷水
5、接口图
注:
在实验室的模拟平台上,无法实现喷水阀MB1、MB2、MB3、MB4的模拟。
因此时用指示灯代替喷水阀。
即可完成该实验的模拟。
6、工作流程图
系统启动按钮是否按下?
系统停止按钮是否按下?
是否处于连续状态?
结束
7、顺序功能图
8、梯形图
、
9、语句表程序
Network1//NetworkTitle
//NetworkComment
LDSM0.1
SS0.0,1
Network2
//选择开关1
LSCRS0.0
Network3
LDI0.0
SCRTS0.7
Network4
SCRE
Network5
LSCRS0.7
Network6
LDSM0.0
SQ0.0,1
Network7
LDI0.3
SCRTS0.1
Network8
LDI0.4
SCRTS1.0
Network9
LDI0.5
SCRTS2.0
Network10
LDI0.6
SCRTS3.0
Network11
SCRE
Network12
LSCRS0.1
Network13
LDSM0.0
SQ0.4,1
TONT37,20
Network14
LDT37
SCRTS0.2
Network15
SCRE
Network16
LSCRS0.2
Network17
LDSM0.0
SQ0.3,1
TONT38,20
Network18
LDT38
SCRTS0.3
Network19
SCRE
Network20
LSCRS0.3
Network21
LDSM0.0
SQ0.2,1
TONT39,20
Network22
LDT39
SCRTS0.4
Network23
SCRE
Network24
LSCRS0.4
Network25
LDSM0.0
SQ0.1,1
TONT40,150
Network26
LDT40
SCRTS0.5
Network27
SCRE
Network28
LSCRS0.5
Network29
LDSM0.0
RQ0.1,4
Network30
LDI0.2
ANI0.1
SCRTS0.7
Network31
LDI0.1
SCRTS0.6
Network32
SCRE
Network33
LSCRS0.6
Network34
LDSM0.0
RQ0.0,1
SCRTS0.0
Network35
SCRE
Network36
//选择开关2
LSCRS1.0
Network37
LDSM0.0
SQ0.1,1
TONT41,20
Network38
LDT41
SCRTS1.1
Network39
SCRE
Network40
LSCRS1.1
Network41
LDSM0.0
SQ0.2,1
TONT42,20
Network42
LDT42
SCRTS1.2
Network43
SCRE
Network44
LSCRS1.2
Network45
LDSM0.0
SQ0.3,1
TONT43,20
Network46
LDT43
SCRTS1.3
Network47
SCRE
Network48
LSCRS1.3
Network49
LDSM0.0
SQ0.4,1
TONT44,300
Network50
LDT44
SCRTS1.4
Network51
SCRE
Network52
LSCRS1.4
Network53
LDSM0.0
RQ0.1,4
Network54
LDI0.2
ANI0.1
SCRTS0.7
Network55
LDI0.1
SCRTS0.6
Network56
SCRE
Network57
LSCRS0.6
Network58
LDSM0.0
RQ0.0,5
SCRTS0.0
Network59
SCRE
Network60
//选择开关3
LSCRS2.0
Network61
LDSM0.0
RQ0.2,1
RQ0.4,1
SQ0.1,1
SQ0.3,1
TONT45,30
Network62
LDT45
SCRTS2.1
Network63
SCRE
Network64
LSCRS2.1
Network65
LDSM0.0
RQ0.1,1
RQ0.3,1
SQ0.2,1
SQ0.4,1
TONT46,30
Network66
LDT46
AC20
SCRTS2.2
Network67
LDT46
ANC20
SCRTS2.0
Network68
SCRE
Network69
LSCRS2.2
Network70
LDSM0.0
SQ0.1,4
TONT47,300
Network71
LDT47
SCRTS2.3
Network72
SCRE
Network73
LSCRS2.3
Network74
LDSM0.0
RQ0.1,4
Network75
LDI0.2
ANI0.1
SCRTS0.7
Network76
LDI0.1
SCRTS0.6
Network77
SCRE
Network78
LSCRS0.6
Network79
LDSM0.0
RQ0.0,5
SCRTS0.0
Network80
SCRE
Network81
LDS2.0
LDS2.2
CTUC20,5
Network82
//选择开关4
LSCRS3.0
Network83
LDSM0.0
SQ0.1,1
TONT48,20
Network84
LDT48
SCRTS3.1
Network85
SCRE
Network86
LSCRS3.1
Network87
LDSM0.0
SQ0.2,1
TONT49,20
Network88
LDT49
SCRTS3.2
Network89
SCRE
Network90
LSCRS3.2
Network91
LDSM0.0
SQ0.3,1
TONT50,20
Network92
LDT50
SCRTS3.3
Network93
SCRE
Network94
LSCRS3.3
Network95
LDSM0.0
SQ0.1,4
TONT51,300
Network96
LDT51
SCRTS3.4
Network97
SCRE
Network98
LSCRS3.4
Network99
LDSM0.0
RQ0.1,1
TONT52,20
Network100
LDT52
SCRTS3.5
Network101
SCRE
Network102
LSCRS3.5
Network103
LDSM0.0
RQ0.2,1
TONT53,20
Network104
LDT53
SCRTS3.6
Network105
SCRE
Network106
LSCRS3.6
Network107
LDSM0.0
RQ0.3,1
TONT54,20
Network108
LDT54
SCRTS3.7
Network109
SCRE
Network110
LSCRS3.7
Network111
LDSM0.0
RQ0.4,1
TONT55,10
Network112
LDT55
SCRTS4.0
Network113
SCRE
Network114
LSCRS4.0
Network115
LDSM0.0
SQ0.4,1
TONT56,20
Network116
LDT56
SCRTS4.1
Network117
SCRE
Network118
LSCRS4.1
Network119
LDSM0.0
SQ0.3,1
TONT57,20
Network120
LDT57
SCRTS4.2
Network121
SCRE
Network122
LSCRS4.2
Network123
LDSM0.0
SQ0.2,1
TONT58,20
Network124
LDT58
SCRTS4.3
Network125
SCRE
Network126
LSCRS4.3
Network127
LDSM0.0
SQ0.1,1
TONT59,300
Network128
LDT59
SCRTS4.4
Network129
SCRE
Network130
LSCRS4.4
Network131
LDSM0.0
RQ0.1,4
Network132
LDI0.2
ANI0.1
SCRTS0.7
Network133
LDI0.1
SCRTS0.6
Network134
SCRE
Network135
LSCRS0.6
Network136
LDSM0.0
RQ0.0,5
SCRTS0.0
Network137
SCRE
五、设计中遇到的问题与解决方法
1、遇到问题:
在最开始的设计阶段,由于只是看到了课程设计任务书而没有看到指导书中的设计方案提示,而对四种喷水方式的的开关设计有些困惑,不知使用四个独立开关还是可以用有四个档位的总开关,它的开关模式不是普通的0或1,而是0、1、2、3。
这个样在选取输入信息和I/O地址分配的过程中都遇到困难。
解决方法:
仔细研究了任务书和指导书后确立了四种喷水方式的输入问题
2、遇到问题:
在画顺序功能图过程中,四种工作方式最终都要经历判断是否有停止按钮按下、是否处于连续工作状态下,在这一步有些困惑。
解决方法:
参考6.3.4跳转和循环中的功能图举例(a)。
在执行完其中一个工作方式后,只要有停止按钮按下就停止,无论是否处于连续工作状态;而无停止按钮按下但处于单步运行状态时也要停止运行。
于是可将四个分支汇总后分为两个方向,一个是有停止按钮按下,一个是无停止按钮按下切处于连续工作状态下,则循环运行。
3、遇到问题:
在录入梯形图过程结束后进行编译,在进入工作方式网络处,发现错误:
网络复杂
解决方式:
经检查发现是由于将Q0.0置零与判断4个喷水方式中选择的哪个并联造成的网络复杂,将其拆分成五个网络及解决了问题。
4、遇到问题:
在下载结束后出现非致命性错误,不影响编译但无法下载进行实验台上的模拟。
解决方法:
多次检查T形图,终于发现最后一条指令少了结束语句。
6、设计总结及心得体会
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。
我所设计的课题目相对较简单,采用顺序控制设计思路清晰、易于理解。
但是我的准备工作做的不全面,在完全掌握设计资料前盲目设计,被一些小问题困扰,浪费很多时间。
光是画顺序功能图及T型图就用了一天时间,录入程序花费一晚上,而查找编译错误及非致命性错误居然花费一上午。
大部分时间基本上都是做无用功的,效率很低。
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。
7、参考书目
(1)王鑫、李威,《PLC机电控制系统应用设计技术》(第2版)电子工业出版社,2010年3月
(2)高南、周乐挺,《PLC控制系统编程与实现任务解析《北京邮电大学出版社,2008年12月
(3)王永华,《现代电气控制及PLC应用技术》(第2版),北京航空航天大学出版社,2008年
(4)邵祥兵,《电气控制与PLC实验指导书》,南京工程学院自动化学院,2009年3月
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- 花式 喷水池 PLC 控制