1、湖北理工学院电气与电子信息工程学院PLC 课程设计报告设计课题：PLC 花样喷泉控制设计姓 名： 沈玉堃 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 2012 级专升本班 学 号： 201220210137 起止时间：2013 年 6月 3日至 2013年 6月 24日指导教师： 高海洲 完成时间：2013 年 6月 24 日1基于 PLC 控制的花样喷泉摘 要本文简要介绍了花式喷泉 PLC 控制器对现代喷泉的控制和控制要求。详细介绍了利用 PLC 控制喷泉使它产生各式的花样，并且着重介绍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。现代 PLC
2、广泛的应用于几乎所有的行业中，根据实际要求利用 PLC 而不是之前的继电器控制，完成系统控制。本设计讲述的是如何利用 PLC 控制喷泉喷水方式，产生各样的喷水效果，供人们休闲、观赏。关键词：PLC；喷泉；控制系统2目录前言 .1第一章 方案设计 .21.1采用 PLC控制花样喷泉的优点 .21.1.1 plc可编程器的特点 .21.1.2花式喷泉 PLC控制的必要性 .21.2 PLC的选型 .21.3控制要求及花样喷泉设计 .21.3.1花样喷泉控制要求 .21.3.2花样喷泉示意图设计 .31.4花样介绍 .3第二章 系统功能及原理 .52.1系统整体框图 .52.2 I/O分配表 .52
3、.3 PLC外部接线图 .6第三章 程序设计及调试 .73.1编程方法 .73.2程序流程 .73.3程序设计及难点分析 .83.1.1 初始化 .83.1.2 模式选择 .83.1.3 花样 1 .83.4 设计小结 .9致 谢 .10参考文献 .10附录 1 .111前言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
4、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。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
5、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。 湖北理工学院 课程设计报告2第一章 方案设计1.1 采用 PLC 控制花样喷泉的优点1.1.1 plc可编程器的特点1）PLC 软接线，只需改变控制程序就可以轻易改变逻辑或增加功能。2）PLC 串行工作，不受制约。3）PLC 通过半导体来控制，速度很快，无触点，故而无抖动一说。4）PLC 时钟脉冲由晶振产生，精度高，定时范围宽，有计数功能。5）PLC 无触点，寿命长，具有自我诊断功能，对程序执行的监护功能，现场调试
6、和维护方便。1.1.2花式喷泉 PLC控制的必要性伴随这经济的发展需要，以及环境需要对于自动化控制的需求也在不断的增加，可编程控制器是应用时分广泛的微机控制装置，是自动化控制系统中的关键设备。对于花式喷泉系统操作中可编程控制的使用也是相当的广泛，因为可编程控制器编程方法简单易学，功能强，性能价格比高，硬件配齐全，用户使用放便，使用性强，可靠性高，抗干扰能力强。系统的设计、安装、 调试工作量少，维护工作量少，维护方便，体积小，能耗低。所以在使用 PLC控制花式喷泉是相当具有优势的，利用自动化达到完美的效果，也可最大限度的优化资源。1.2 PLC 的选型本次花样喷泉控制系统选用的 PLC为三菱公司
7、的 FX0N系列，型号为 FX0N-40MR。此系列的 PLC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/输出的点数。本次花样喷泉系统共 4个输入，15 个输出。FX0N-40MR 完全可以满足要求。1.3 控制要求及花样喷泉设计1.3.1花样喷泉控制要求本设计由三组喷头组成，分别为 A组、B 组、C 组。本设计有自动循环模式和测试模式两种操作方式。自动循环中包括五种花样，测试模式即所有喷头喷水。按下开始按钮后进行模式选择。图 1.1花样喷泉示意图湖北理工学院 课程设计报告31.3.2花样喷泉示意图设计花样喷泉如图 1-1所示，0 号为 A组（即主喷
8、头） ，1、2、3、4、5、6 为 B组，7、8、9、10、11、12、13、14 为 C组。共十五个喷头。图 1-1 花样喷泉示意图1.4 花样介绍（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得方式运行一个循环。（4） 花样选择开关用于选择喷泉得喷水花样，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
9、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。 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，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，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。湖北理工学院
10、课程设计报告4 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。5第 2 章 系统功能及原理2.1 系统整体框图本系统有 4 个开关输入按钮，分别为 X0 启动，X1 停止，X3 选择自动循环模式，X4 选择检测模式,15 个输出，Y0Y16 依次控制 0 号14 号喷头。框图如图 2-1 所示。图
11、 2-1 系统框图2.2 I/O 分配表表 1 I/O 分配表输入 输出输入端子输入设备 输出端子输出设备 输出端子输出设备X0 启动 SB1 Y0 0 号喷头 KM1 Y10 8 号喷头 KM9X1 停止 SB2 Y1 1 号喷头 KM2 Y11 9 号喷头 KM10X3 自动循环模式SB3Y2 2 号喷头 KM3 Y12 10 号喷头 KM11X4 检测模式 SB4 Y3 3 号喷头 KM4 Y13 11 号喷头 KM12Y4 4 号喷头 KM5 Y14 12 号喷头 KM13Y5 5 号喷头 KM6 Y15 13 号喷头 KM14Y6 6 号喷头 KM7 Y16 14 号喷头 KM15Y7 7 号喷头 KM862.3 PLC 外部接线图原理图说明：启动按钮、停止按钮和检测模式选择按钮为自复位按钮，自动循环选择按钮为自锁按钮(为了方便循环所以选择自锁按钮)。图 2-3 PLC 外部接线图7第 3 章 程序设计及调试3.1 编程方法本设计采用步进顺序功能图（SFC）的方法编写其控制梯形图,从编程结果可以看出,与应用 PLC的基本逻辑指令方法相比具有简单、直观、逻辑性强,提高编程的效率。与梯形图相比简单，出现错误时更容易检查。3.2 程序流程花样喷泉运行流程如图 3-1所示，详细梯形图程序见附录 1。
