【正文】 ....21 第 6 章 結(jié)束語 ........................................................................................................22 參考 文獻(xiàn)： ...............................................................................................................22 致謝： ........................................................................................................................22 07 電氣自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1 頁 共 22 頁 第 1 章 概述 噴泉控制系統(tǒng)的應(yīng)用 隨著人們生活水平的提高 ,城市環(huán)境建設(shè)日益為人們所重視。噴泉作為一種觀賞性較高的藝術(shù)水景，不斷地出現(xiàn)在城市廣場、居民小區(qū)、公園等場所。 圖 花樣噴泉系統(tǒng) PLC 花樣噴泉控制系統(tǒng) 花樣噴泉控制的實現(xiàn)方法很多， 本設(shè)計題目基于 可編程邏輯控制器（ PLC）的噴泉控制系統(tǒng)，可編程邏輯控制器（ PLC），不僅能夠進(jìn)行多種水型切換，而且能夠?qū)⒏鞣N水型、燈光，按照預(yù)先設(shè)定的排列組合進(jìn)行控制程序的設(shè)計，使水型、燈光實現(xiàn)多姿多彩的變化。 單片機噴泉控制系統(tǒng) 單片機也稱單片微型計算機，是把微型計算機的各部件 —— 中央處理器、存儲器、輸入輸出接口電路、定時器 /計數(shù)器等 制作在一塊集成 電路芯片上，構(gòu)成一個完整的微型計算機，如圖 所示。 目前，市場上流行的單片機種類繁多，如 MCS51 系列， 8 位單片機 仍占有單片機市場 60%以上的份額，促進(jìn)了 8 位單片機朝著高性能和功能化方向發(fā)展。但由于單片機需要附屬很多 的外圍電路，對電路的設(shè)計水平要求很高，否則便可能降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且，由于噴07 電氣自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書 第 3 頁 共 22 頁 泉控制系統(tǒng)很少會有批量生產(chǎn)的情況，對于小規(guī)模制作時， PCB 印刷電路板的制作成本是很高的。 工控機的特點 工控機通俗的說就是專門為工業(yè)現(xiàn)場而設(shè)計的計算機，而工業(yè)現(xiàn)場一般只有強烈的震動，灰色特別多，另有很高的電磁場力干擾等特點，且一般工廠均是連續(xù)作業(yè)即一年中一般沒有休息。 （ 4）要求具有連續(xù)長時間工作能力。 謝春仁： PLC 控制花樣噴泉 第 4 頁 共 22 頁 PLC 噴泉控制系統(tǒng) 自二十世紀(jì)六十年代美國推出可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller， PLC)取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來， PLC 得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。 今天的 PLC 不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領(lǐng)域也 發(fā)揮著十分重要的作用。 PLC 是由模仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀(jì)七十年代的 PLC 只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造業(yè)，它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令 ；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產(chǎn)過程。 PLC與由于采用通用監(jiān)控軟件。系統(tǒng)整體造價會比工控機低，而且不會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。需設(shè)計 兩種 種不同的噴泉類型。它是在電器控制技術(shù)和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置。 近年來，可編程控制器發(fā)展很快，幾乎每年都推出不少新系列產(chǎn)品，其功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了上述定義的范圍。隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展， 20 世紀(jì) 70 年代中期微處理器技術(shù)應(yīng)用到 PLC 中，使 PLC 不僅具 有邏輯控制功能，還增加了算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。在20 世紀(jì) 70 年代末和 80 年代初，我國隨國外成套設(shè)備、專用設(shè)備引進(jìn)了不少國外的PLC。 PLC 已成為工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的通用工業(yè)控制裝置。 PLC 的平均無故障時間可達(dá)幾十萬個小時 ，之所以有這么高的可靠性，是由于它采用了一系列的硬件和軟件的抗干擾措施： （ 1）硬件方面 I/O 通道采用光電隔離，有效地抑制了外部干擾源對 PLC的影響；對供電電源及線路采用多種形式的濾波，從而消除或抑制了高頻干擾；對 CPU等重要部件采用良好的導(dǎo)電、導(dǎo)磁材料進(jìn)行屏蔽，以減少空間電磁干擾；對有些模塊設(shè)置了聯(lián)鎖保護(hù)、自診斷電路等。當(dāng)生產(chǎn)流程需要改變時，可以現(xiàn)場改變程序，使用方便、靈活。 3．功能完善、通用性強 現(xiàn)代 PLC 不僅 具有邏輯運算、定時、計數(shù)、順序控制等功能，而且還具有 A/D和 D/A 轉(zhuǎn)換、數(shù)值運算、數(shù)據(jù)處理、 PID 控制、通信聯(lián)網(wǎng)以等許多功能。在維修方面，由于 PLC 的故障率極低，維修工作量很?。欢?PLC 具有很強的自診 斷功能，如果出現(xiàn)故障，可根據(jù) PLC 上指示或編程器上提供的故障信息，迅速查明原因，維修極為方便。這是 PLC 最基本的應(yīng)用，也是 PLC 最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。所以 PLC 可實現(xiàn)模擬量控制，而且具有 PID 控制功能的 PLC 可構(gòu)成閉環(huán)控制，用于過程控制。 PLC 的基本組成 與分類 （一） PLC 的基本組成 PLC 是微機技術(shù)和控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種以微處理器為核心的用于控制的特殊計算機，因此 PLC 的基本組成與一般的微機系統(tǒng)類似。對 PLC 的分類，通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同、功能的差異和 I/O 點數(shù)的多少等進(jìn)行大致分類。 還有一些 PLC 將整體式和模塊式的特點結(jié)合起來，構(gòu)成所謂疊裝式 PLC。 （ 2）中檔 PLC 除具有低檔 PLC 的功能外，還具有較強的模擬量輸入／輸出、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程 I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。 3．按 I/O 點數(shù)分類 根據(jù) PLC 的 I/O 點數(shù)的多少，可將 PLC 分為小型、中型和大型三類。 （ 3）大型 PLC I/O 點數(shù)為 2048 以上的為大型 PLC。 PLC 的工作原理 一 . 掃描技術(shù) 當(dāng) PLC 投入運行后，其工作過程 一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈謝春仁： PLC 控制花樣噴泉 第 10 頁 共 22 頁 在 I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。這時，才是 PLC 的真正輸出。 2． I/O 點數(shù) 輸入 /輸出（ I/O）點數(shù)是 PLC 可以接受的輸入信號和輸出信號的總和，是衡量 PLC 性能的重要指標(biāo)。 PLC用戶手冊一般給出執(zhí)行各條指令所用的時間，可以通過比較各種 PLC 執(zhí)行相同的操作所用的時間，來衡量掃描速度的快慢。這些元件的種類與數(shù)量越多，表示 PLC 的存儲和處理各種信息的能力越強。 （二） PLC 的發(fā)展趨勢 1．向高速度、大容量方向發(fā)展 07 電氣自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書 第 11 頁 共 22 頁 為了提高 PLC 的處理能力，要求 PLC 具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲容量。為了擴大存儲容量，有的公司已使用了磁泡存儲器或硬盤。 3． PLC 大力開發(fā)智能模塊，加強聯(lián)網(wǎng)通信能力 為滿足各種自動化控制 系統(tǒng)的要求，近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程 I/O 模塊、通信和人機接口模塊等。為了加強聯(lián)網(wǎng)通信能力， PLC 生產(chǎn)廠家之間也在協(xié)商制訂通用的通信標(biāo)準(zhǔn)，以構(gòu)成 更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， PLC 已成為集散控制系統(tǒng)（ DCS）不可缺少的重要組成部分。 5．編程語言多樣化 在 PLC 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時， PLC 的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。美國和歐洲的 PLC 技術(shù)是在相互隔離情況下獨立研究開發(fā)的，因此 美國和歐洲的 PLC 產(chǎn)品有明顯的差異性。 從 1982 年以來，先后有天津、廈門、大連、上海等地相關(guān)企業(yè)與國外著名 PLC 制造廠商進(jìn)行合資或引進(jìn)技術(shù)、生產(chǎn)線等，這將促進(jìn)我國的 PLC 技術(shù)在趕超世界先進(jìn)水平的道路上快速發(fā)展。 ●便利指令 07 電氣自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書 第 13 頁 共 22 頁 數(shù)字開關(guān)的數(shù)據(jù)讀取， 16 位數(shù)據(jù)的讀取矩陣輸入的讀取， 7 段顯示器輸出等。 ●時計控制 內(nèi)置時鐘的數(shù)據(jù)比較、加法、減法，讀出、寫入等。 程序容量 .....內(nèi)置 8000 步 RAM（可輸入注釋）可 使用存儲盒，最大可擴充至16K 步。 應(yīng)用指令 /1 指令 ～數(shù) 100us ●在指令以外，實現(xiàn)高速化 模擬輸入輸出 FX2N－ 4AD?? 模擬輸入（ 4CH） FX2N－ 4DA?? 模擬輸出（ 4CH） FX2N－ 4AD－ PT??PT － 100 溫度感應(yīng)器用（ 4CH） FX2N－ AAD－ TC?? 電熱偶溫度感應(yīng)器用（ 4CH） FXON－ 3A?? 模擬輸入出模塊（ 2CH 入， 1CH 出） ●高速脈沖輸入 FX2N－ 1HC?? 高速計數(shù)器（ 2 相 50KHZ） ●定位 FX2N－ 1PG?? 脈沖輸出（ 1 軸 100KPPS） ● RS232C 機器通訊 謝春仁： PLC 控制花樣噴泉 第 14 頁 共 22 頁 FX2N－ 232IF??RS232 通訊用（ 1CH） ★外部機器通訊簡單化 ●通過安裝機能擴充板，可將與外部設(shè)備通訊端口置 1 個通道。 ●機能擴充板 在上述通訊功能之外，還備有多種。 FXON－ 232ADP（ RS232C 通訊用） FXON－ 485ADP（計算機連接，并連簡易 PLC 間連接） ●在使用 FX2N－ 485－ BD及 FXON－ 485ADP 的 FX2N系列間，