喷泉控制系统程序设计三

1、机床电气控制与PLC实训报告题目：喷泉控制系统程序设计（三）组号班级学号:1202022037学生姓名:丁振东指导教师：慧玲成 绩:工学院目录课程设计的任务 21 设计题目22 设计容23设计要求24 进度安排2摘要3、总体设计41P LC的选型42. PLC端子分配5二、PLC程序的设计81 设计思想82. LPC顺序功能图设计83. PLC梯形图设计104. PLC指令表14三、总结1 6四、参考文献17课程设计的任务1. 设计题目：喷泉控制系统程序设计（三）2. 设计容:1）喷泉控制要求为"A、B、D同时旋转并喷水12秒一B、D、C同时摆动并 喷14秒一A、D、E同时旋转并喷1

2、0秒一A、C、D同时摆动并喷7秒一2秒后再循环"2）每个喷头工作时，都连带红、绿、黄、蓝四个彩灯间隔0.1s循环发光。3 ）喷泉可以实现连续操作方式。4 ）当选择连续时,要求循环20次后终止循环，发出声光间断报警，按停止按钮终止报警。1）设计端子分配图和顺序功能图2 ）设计并调试PLC控制梯形图3）撰写实训报告进度安排：1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案1天2 ） PLC控制设计与调试2.5天3）实训报告撰写1天4）答辩0.5天摘要喷泉是人工环境中最富有生命力的喷泉，它具有分隔空间、增加层次、净化空气美化 环境的作用，具有美化环境的功能,常常博得观赏者的喜爰。喷泉水景首次在我国

3、兴建 是18世纪中期，圆明园（又名园）中的"西洋楼"建筑提升到高处的蓄水池里，然后通 过管道供给喷泉。近代，国外随看城市和工业的发展，改善城市环境,兴建自然景观日 益增多。因而水景的艺术形式和规模都有很大发展。现代高科技把美妙的音乐、多姿的喷泉造型、五彩缤纷的水下灯光、神奇的激光图 文，通过电脑有机的结合在一起，给人以音乐声响、视觉形象、色彩变换三位一体的超 自然享受。随看我国人民物质生活水平的不断提高，对于精神生活的要求也在不断提高, 为进一步改造环境景观,建设一个喷泉是很有必要的。随看科学技术的不断发展和生活 水平的不断提高,尤其是喷泉在城市和社区环境建设中起看尤其重要

4、的作用。当今喷泉 工程和高新技术的结合正是历史发展的必然趋势，由于喷泉工程中采用了大量的高新技 术，从而使喷泉效果更加绚丽多彩，婀娜多姿，令人赏心悦目、流连忘返。本设计以西门子S7-200系列的PLC为核匕、控制系统，设计了一个能变换四种式 样的喷泉,花样喷泉在PLC的控制之下,喷出各种各样的水柱,给人以一种视觉上美的 享受。本次喷泉设计用SFC方法编程,可以使设计思路清晰,编程简便,若需要改变喷 水花样和喷水时间，设计方案不必作很大调整,只要把控制程序作相应的修改,不必该 变硬件接线图或只需微小改动即可,方便简单。_总体设计1. PLC的选型11 PLC选型依据1选用规模合适的PLCPLC规

5、模的大小是用输入输出（I/O ）点数来衡量的,也就是选择合适I/O点数的PLC。因此在选用PLC时,首先应对与PLC相连的全部输入，输出装置进行统计，并 区分输出的性质及所需电压,电流的大小和种类。确定全部的I/O点数,再加上 10%15%的备用量,用来输出的扩展。这样就可以计算出系统需要的总I/O点数，作 为输入输出点数估算数据。本次喷泉系统设计共有输入输出点51个，全部为开关量， 其中输入点13个，输出点39个。2 确定存容量的大/存器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小,程序容量是存储器中 用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。一般用户程序区 的存容量

6、与开关量I/O点数以及用户程序的编写质量等有关。设计阶段,由于用户应用 程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了 设计选型时能对程序容量有一定估算,通常采用存储器容量的估算来替代。估算时,可 用经验公式:总存储字数二开关量I/O点数* (150-200 )计算后还可以考虑10%25%的存储余量。由于科技的飞速发展PLC的存的大小 足够我们设计的喷泉使用,所以可以不考虑在。3控制功能的选择简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通PLC的运算功能还包 括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型PLC 中还有模拟量的PID

7、运算和其他高级运算功能。4机型的选择(l)PLC的类型PLC按结构分为整体型和模块型两类,按应用环境分为现场安装和控制室安装两 类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发， 通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择 的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可 较合理地选择和配置控制系统的I/O点数,功能扩展方便灵活,般用于大中型控制系 统。输入输出模块的选择输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号电平、 信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出

8、模块,应考虑选用的输出 模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压围广、寿命短、响应时间较长等 特点；5.经济性的考虑选择PLC时,应考虑性能价格比。考虑经济性时,应同时考虑应用的可扩展性、 可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。输入输出点 数对价格有直接影响，所以应该选择合适点数的PLC。1.2 PLC类型的选型根据上述条件我们将选择西门子S7-200系列PLC。其主要特点是：指令丰富、 置集成功能、模块扩展功能；具有实时通讯持性；可靠性高适应性强、性价比高等特点。西门子S7-200是模块化PLC ,它是由CPU模块、扩展弄、模块和总线连接电缆 构成。(1)

9、 CPU模块CPU模块包括CPU、电源、和I/O点3部分。该模块本身自带一定I/O点，由于 需要的输出点比较多,所以还需要扩展模块进行I/O点扩展。(2 )扩展模块由于CPU模块本身的I/O点有限所以需要用到I/O点扩展模块。我们选用EM222型扩展模块。2. PLC端子分配输入输出10.0启动Q0.0A喷头Q2.5C绿灯10.1停止Q0.1A旋转Q2.6C黄灯10.2单周期Q0.2A左摆Q2.7C蓝灯10.3连续Q0.3Q3.0D喷头10.4A左限位Q0.4A纟WQ3.1D旋转10.5A右限位Q0.5A绿灯Q3.2D左摆10.6B左限位Q0.6A黄灯Q3.3D右摆10.7B右限位Q0.7A蓝

10、灯Q3.4D红灯11.0C左限位Q1.0B喷头Q3.5D绿灯11.1C右限位Q1.1B旋转Q3.6D黄灯11.2D左限位Q1.2B左摆Q3.7D蓝灯输入输出11.3D右限位Q1.3B右摆Q4.0E喷头Q1.4B纟Q4.1E旋转Q1.5B绿灯Q4.4E红灯Q1.6B黄灯Q4.5E绿灯Q1.7B蓝灯Q4.6E黄灯Q2.0C喷头Q4.7E蓝灯Q2.2C左摆Q5.0声报警Q2.3C右摆Q5.1光报警Q2.4C红灯PLC端子接线图：帧头-: .o 1 2 3 4 5 67 0 12 3 45 67 O 23 4 56 710 123 4 5 6.101 45 67 o 1 I I -0000000111

11、11111 9- 22 9- 0-9-9- 3333 3 3344 1444 5 5 Q Q- Q aw Aw o Q Q Q nW Q- o o, Q Q Aw Q-Q- Q. Q Q Au* Q Q. Q Q Q. o Q Q- Q o- 0 nV Q Q* O-Q.0 12 a a o III3Io.Io._/严一喷氐忙 一一一；4 :站;DTJ； 二.PLC程序的设计i.设计思想根据课题要求的喷泉喷水花样,采用步进控制的方式,无疑是最佳的方案，同时也 决定了程序的设计方向。步进控制设计，是根据系统的功能，以每一步为核心，以步与 步之间的转换条件为触发信号,以各步对应的动作功能为驱动,从

12、首步开始滸一地 设计梯形图，直到完成整个程序为止的设计方法。这种设计方法是地进行设计, 所以不容易出错,还可以提高设计效率。那么首先就应该根据课题画出顺序功能图。这 样一来每一步的条件和动作就可以确定了。为了增加程序的易读性和方便软件和外部硬件的拓展,我把程序大致分为3部分： 第一部分是控制整个程序的顺序控制程序段。是用来完成四种喷水花样的顺序变化和单 周期、连续的控制。第二部分是用来控制彩灯循环闪烁与0.1s间隔的灯光循环闪烁程 序段。第三部分是集中输出程序段。分别对A、B、C、D、E五个喷头和对应的彩灯进行集中输出控制。这种设计方法不仅调理清晰,也大大的增加了易读性和拓展性。只要简单的改动

13、就可以达成不同喷水方案。2. PLC顺序功能图设计SMO.lMO.O1。10.0 M 1.0+10.0. 10.2AD旋转喷水12SB$摆动喷水14SM0.3AE旋转喷水IOSQO.OM0.4Q2.0Q3.0T4OT4OM0.5ClT41T39AD摆动喷水7S202ST41 I0.2+T41M1.0CT单周期T41M1.0CT连续M0.6Q5.0Q5.13. PLC梯形图设计顺序控制程序段T37M0.2M0.3/:)T391IMTON140-PT100 msM0.2M0.3< >INTON100-PT100 msT39MO. 5MO.1MHOMO.5T40M0.6III z M0.

14、5MO.4MO.OM0.5ICLJCTU11n120-ri£VC1MO.OM0.6丿 Ir<>Q5.11CJQ5.0灯光闪烁程序段M3.0< )IMTON1 nn rnIIMPTT50INTON10-PT1 002T51T51MO.OM3.1MO.OT55T53M3.3M3.0集中输出程序段M3.1INTONPT1 ni msT52INTON10-PT100 msT53M3.2<T54INTON1-PT100 m$T55INTON10-PT100 m$MO.OM3.3I丿I(” I IA<T56INTON1-PT100T57INTON10-PT100QD

15、 4QO 5CIO 6)QO.70M0.1Q1.0M0.2hM0.2I0.6Q1.3I'Q1.2< )Q1.2Q2.0T50T52T54T56Q2.4<Q2.5<)Q2.6<Q2.7<Q3.002.3M0.1M0.2MO. 3MO. 4T5GT52T54Q3.1Q3.23.43.S54. PLC指令表LD 10.0LD T39AN M3.3LD MO.lLD M0.2A T50A 10.30M0.4AN MO.O0M0.20M0.4=Q4.40M1.0AN M0.5二 M3.2LPSA 11.0LRDAN 10.1二 M0.4TON T54,l二 Q1.0

16、0Q2.3A T52=MO.lTON T40,70TON T55,10A MO.lAN 11.1=Q4.5LD T41LD T40LD T55二 Ql.lAN Q2.2LRDAN Cl0M0.50M3.3LRD二 Q2.3A T54AN M1.0AN MO.OAN M3.0A T50LD MO.l=Q4.6LD T41AN MO.lAN MO.O二 Q1.40M0.2LPPA 10.2AN M0.6二 M3.3LRD0M0.3A T56OLD二 M0.5TON T56,lA T520M0.4=Q4.7LD M0.6TON T41,20TON T57,10二 Q1.5LPSA 10.1LD M0

17、.5LD MO.lLRD二 Q3.00SM0.1EU0M0.3A T54A T500M0.1LD MO.O0M0.4二 Q1.6二 Q3.4OLDEULPSLPPLRDAN M0.1CTU Cl,20二 QO.OA T56A T54=MO.OLD ClA T50二 Q1.7二 Q3.6LD M1.0AN MO.O二 Q0.4LD M0.2LPP0 10.2二 MO.OLRDAN 1.6A T56A MO.OA SM0.5A T52AN Q1.3二 Q3.7A 10.0二 Q5.0二 Q0.5二 Q1.2LD MO.lLD T41二 Q5.1LRDLD M0.20M0.3A M1.0LD 10.

18、0A T54A 10.6二 Q3.1AN Cl0M3.0二 Q0.60Q1.3LD M.l0 MO.l0T57LPPAN 10.70M0.4OLDAN M3.1A T56AN Q1.2AN 11.2AN M0.2AN MO.O二 Q0.7二 Q1.3AN Q3.3=MO.l二 M3.0LD MO.lLD M0.2二 Q3.2TONTON T500M0.30M0.4LD M0.2T37,120TON T51,10二 QO.lLPS0M0.4LD T37LD T51LD M0.4二 Q2.0A 11.20M0.20M3.1AN Q0.3A T500Q3.3AN M0.3AN M3.2二 Q0.2二 Q2.1AN 11.3=M0.2AN MO.OLD M0.4LRDAN Q3.2TON二 M3.1A 10.4A T52二 Q3.3T38f140TON T52J0Q0.3二 Q2.5LD M0.3LD T38TON T53,10AN 10.5LRDLPS0M0.3LD T53AN Q0.2A T54二 Q4.0AN