【文章內(nèi)容簡介】 徑相等。回水池的深度為 2m。 該回水池由 1個半徑為 100cm 的圓水池和 3個有效寬度為 50cm 的圓環(huán)水池組成，且 各個水池之間相通，連接池寬度為 50cm， 3個圓 環(huán)水池的半徑分別為 2m、 3m、 4m。江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué) 院 9 圖 圓形水池平面圖 回水池上方由金屬欄嵌入式覆蓋。 大水柱噴頭的內(nèi)徑 d=50mm，中水柱噴頭的內(nèi)徑 d=30mm，小水柱噴頭的內(nèi)徑 d=20mm，花朵噴泉和旋轉(zhuǎn)噴泉的內(nèi)徑 d=30mm。 大水柱高度 h=5m，中水柱 高度 h=3m，小水柱高度 h=2m，花朵噴泉和旋轉(zhuǎn)噴泉的噴水高度 h=1m。 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的控制功能 PLC控制花樣噴泉運(yùn)行要求 （ 1）按下啟動按鈕，噴泉 進(jìn)入 運(yùn)行等待狀態(tài)。 （ 2）步 進(jìn) /連續(xù)操作模式 按鈕 按下的噴泉，默認(rèn)為連續(xù)操作模式 （ 3） 按噴泉噴射循環(huán)模式 的 按鈕，噴泉開始運(yùn)行，每 6S 變個花樣。在連續(xù)操作中，水的噴霧圖案將繼續(xù)流通，在單一步驟的操作中，水的噴霧圖案僅運(yùn)行一個周期。立即按任何其他循環(huán)模式 按鈕 ， 噴泉需進(jìn)行完此項(xiàng)花樣后才進(jìn)入該選中模式 （ 4） 按停止鍵 ， 噴泉 停止運(yùn)行。 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué) 院 10 噴泉的運(yùn)行流程圖 噴泉的運(yùn)行 流程 如圖 ： 圖 噴泉的運(yùn)行流程圖 花樣一：大水柱噴射 花樣二：中水柱噴射 花樣三：大水柱、小水柱和花朵式水柱噴射 花樣四：中水柱和旋轉(zhuǎn)式水柱噴射 花樣五：大水柱和中水柱噴射 花樣六：小水柱、花朵式水柱和旋轉(zhuǎn) 式水柱噴射 花樣七：中水柱和花朵式水柱噴射 花樣八：所有 水柱 噴射 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué) 院 11 噴泉的運(yùn)行過程 按下啟動按鈕，首先大水柱 開始噴射 ，直射天空； 6s 后，大水柱消失，緊接著中水柱繼續(xù)噴射 ；最后所有水柱噴泉一齊迸發(fā)。 整個過程分為 8段，每段 6s，且自動轉(zhuǎn)換，全過程為 48s。當(dāng) 選擇循環(huán)模式 ，花樣選擇開關(guān)置于 1時， 其噴泉水柱的動作順序如下： 1→2→ （ 1+3+4） → （ 2+5） → （ 1+2） → （ 2+3+4）→ （ 2+4） → （ 1+2+3+4+5） →1 ，周而復(fù)始，直到按下停止按鈕，水柱噴泉才停止工作；當(dāng)選擇單步模式時 ，噴泉水柱的動 作只運(yùn)行一個循環(huán)?；舆x擇開關(guān)置于 2時， 其噴泉水柱的動作順序如下： 1→2→ （ 2+4） → （ 2+5） → （ 1+2） → （ 2+3+4） → （ 1+3+4） → （ 1+2+3+4+5）→1 。 花樣選擇開關(guān)置于 3時， 其噴泉水柱的動作順序如下： 1→2→ （ 1+3+4） → （ 1+2） →（ 2+5） → （ 2+3+4） → （ 2+4） → （ 1+2+3+4+5） →1 。 花樣選擇開關(guān)置于 4時， 其噴泉水柱的動作順序如下： 1→2→ （ 1+3+4） → （ 2+5） → （ 1+2） → （ 2+4） → （ 2+3+4） → （ 1+2+3+4+5）→1 。 其中 1代表大水柱， 2代表中水柱， 3代表小水柱， 4代表花朵式水柱， 5代表旋轉(zhuǎn)式水柱。 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué) 院 12 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC的簡介 PLC的定義 可編程序控制器 PC（ Programmable Controller）又稱可編程序控制器 PLC（ Programmable Logic Controller）， 是計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合于傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)的產(chǎn)品，是開發(fā)在順序控制器和基于模型控制器的微電腦控制器，是一個微處理器為核心進(jìn)行的專用計(jì)算機(jī)的數(shù)字控制。它利用微處理器的優(yōu)勢不只是能夠滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時控制的要求，還要考慮現(xiàn)場的電 氣操作和維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，放棄表達(dá)普通計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)編程語言形式，是一種獨(dú)特的形式其下面的繼電器梯形圖基于圖像的編程語言和模塊化軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序編制清晰、直觀、易學(xué)、調(diào)試和檢查故障都非常方便。 PLC已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱（ PLC、 CAD / CAM和機(jī)器人）之一，它由于可靠性、較強(qiáng)的邏輯能力強(qiáng) 、體積小、網(wǎng)上的變更控制程序、遠(yuǎn)程通訊聯(lián)網(wǎng)功能、方便與電腦的接口、模擬控制、告訴計(jì)數(shù)和位置控制和高性能模塊等優(yōu)異性能，逐漸取代了傳統(tǒng)的繼電器（由大量的中間繼電器，時間繼電器，計(jì)數(shù)繼電器組成） 在工業(yè)、機(jī)械、 化工、石油、冶金、電力、輕工、電子、紡織、食品、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)的應(yīng)用。 PLC 的應(yīng)用深度和廣度已經(jīng)成為一個國家先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一。 PLC的發(fā)展過程 第一階段 ： PLC 初問世 功能簡單，只能執(zhí)行邏輯 運(yùn)算 ，計(jì)時，計(jì)數(shù)和其它功能，分離元件是其硬件的重要組成，使用磁芯存儲器的存儲器，存儲容量大約 2KB，一個 PLC 只能更換 200? 300 繼電器，沒形成所述編程語言。 第二階段： 集成電路 技術(shù) 集成電路技術(shù)的 發(fā)展 以及微處理器的產(chǎn)生促使 PLC 技術(shù)得到了較大發(fā)展。 第三階段：單片機(jī)的問世 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué) 院 13 第四階段：超大規(guī)模 集成電路 技術(shù) 第五階段： RISC芯片 在 計(jì)算機(jī) 行業(yè)的大量使用 PLC的結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品 PLC 和一般微計(jì)算機(jī)是基本 相同 的，也由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的兩部分組成。 PLC的硬件系統(tǒng)由微處理器（ CPU），存儲器（ ROM， EPROM），輸入輸出（ I/ O）部分，功率器件，編程器， I / O 擴(kuò)展單元和其他外圍設(shè)備。每個部分連接到所述總線（總線，控制總線，地址總線和數(shù)據(jù)總線）。 PLC 軟件系統(tǒng)是各種程序，用于由 PLC 的集合，通常可分為系統(tǒng)程序和用戶程序兩個部分。系統(tǒng)程序是每個 PLC產(chǎn)品的 必須 被包括一部分，直接由廠 家制造，用于控制可編程控制器本身的操作，并在系統(tǒng)程序被固化在 EPROM 中。用戶程序是由用戶根據(jù)該程序的控制需要寫入。硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，以形成一個完整的 PLC系統(tǒng)中，它們是互補(bǔ)的，不可缺少。 PLC 硬件結(jié)構(gòu)簡圖如圖 ： 圖 PLC硬件結(jié)構(gòu)圖 按照 PLC 的硬件結(jié)構(gòu)， PLC可以分為整體固定 I/O式 PLC、基本單元加擴(kuò)展式 PLC、集成式 PLC、模塊式 PLC、分布式 PLC5 類。此外，還有一種按照 PLC的規(guī)模進(jìn)行分類的常用江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué) 院 14 分類法，介紹如下。 所 謂的 PLC 規(guī)模最多指 PLC可以控制的 I / O 點(diǎn)和用戶程序存儲容量的最大數(shù)量。一般說來， I / O 點(diǎn)數(shù)的增加可以對 PLC 來說可以更復(fù)雜的控制對象，更大大的系統(tǒng)。同樣地， I / O的數(shù)目的增加，以確保使用性能， CPU的處理速度也應(yīng)提高，用戶程序存儲器容量也增大，以及其他功能將得到加強(qiáng)。即使對于生產(chǎn)廠家不同的 PLC，由于競爭需要， I / O點(diǎn)的相同的 PLC 主要性能指標(biāo)都沒有太大差異。因此，它可以反映不同類型的 PLC 之間的性能差異。根據(jù)規(guī)模， PLC 可以分為小型、中型與大型三種。 （ 1）小型 PLC 根據(jù)通常習(xí)慣， 可 控制的最大 I/O點(diǎn)數(shù)小于 256點(diǎn)的 PLC 稱為“小型 PLC”。 小型 PLC 一般采用整體固定 I/O式或者基本單元加擴(kuò)展式的結(jié)構(gòu)，用戶程序存儲器容量通常在 8000 步以內(nèi)， PLC 的輔助繼電器、定時器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器數(shù)量相對較少，應(yīng)用指令、功能模塊的數(shù)量相對也有一定限制。 小型 PLC 的主要特點(diǎn)是 體積 小、價格便宜，適用于機(jī)電一體化設(shè)備或自動化儀器儀表的單機(jī)控制，它是 PLC 應(yīng)用最多的品種。 （ 2）中型 PLC 可以控制的最大 I/O 點(diǎn)數(shù)在 2561024中間的 PLC稱之為“中型 PLC”。 中型 PLC 一般采用模塊式結(jié)構(gòu)，性 能差距大；存儲器的容量正常在 16000 步以上；輔助繼電器、定時器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器等數(shù)量較多；應(yīng)用指令、功能模塊的數(shù)量大大增多，通信能力也隨之增強(qiáng)。 中型 PLC 的配置靈活、功能強(qiáng)、特殊模塊多、通信能力強(qiáng)，既可以滿足中等復(fù)雜程度的機(jī)械順序控制的需要，也可以進(jìn)行壓力、流量、溫度、濕度、速度、位置等控制，或者應(yīng)用于小型生產(chǎn)線與過程控制。 （ 3）大型 PLC 可以控制的最大 I/O 點(diǎn)數(shù)在 1024 以上的 PLC稱為“大型 PLC”。 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué) 院 15 大型 PLC 均采用模塊式結(jié)構(gòu)；存儲器的容量通常在 32021 步以上； PLC 輔助繼電器、定時器、 計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器等數(shù)量較多；應(yīng)用指令、功能模塊豐富；網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大，可以構(gòu)建大型 PLC 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)與車間自動化控制。 大型 PLC 還具有構(gòu)成多 CPU系統(tǒng) 、冗余系統(tǒng)的功能，可以適應(yīng)高速、高可靠要求的控制場合。 常用的 PLC產(chǎn)品： 1969 年首先將 PLC商品化并推向市場的是美國 GOULD 公司。隨后日本、德國、法國也相繼進(jìn)行開發(fā)、研制，這些廠家大多已成為國際上主要的 PLC 生產(chǎn)廠家。 在我國，從 1974 年起部分高校與研究所開始進(jìn)行 PLC的研制，但由于可靠性等原因，最終均為能形成真正產(chǎn)品進(jìn)入市場。 20 世紀(jì) 80 年代中后期， 國內(nèi)一度出現(xiàn)了技術(shù)引進(jìn)的熱潮，當(dāng)時幾乎引進(jìn)了國外所有著名公司的 PLC生產(chǎn)技術(shù)并進(jìn)行合作生產(chǎn)和銷售。 本主題選擇的 S7200作為控制器， PLC S7200系統(tǒng)是一個緊湊的可編程控制器，它能夠滿足各種設(shè)備的自動化控制的要求。使用的范圍可以從替代繼電器到更復(fù)雜的自動化控制簡單的控制覆蓋，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。德國 SIMATIC（ SIEMENS）公司的 S7200 PLC，具有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1） A / D， D / A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換精度和高速度，一個模擬模塊的 3個 A / D， 1個D / A， A / D， D / A轉(zhuǎn)換率高達(dá) 125us，保證了系統(tǒng)采樣，控制精度和速度的調(diào)整的基本的物質(zhì)條件。其他廠商的 PLC模擬量模塊 A / D， D /A也有 MS類的轉(zhuǎn)化率，不具備必要的條件和 S7200 PLC模擬量模塊的價格為 300元，為同類最低，因此它具有良好的性能價格比 。 （ 2） CPU 速度快， /位，豐富的指令：與浮點(diǎn)運(yùn)算，指針運(yùn)算，中斷，通信響應(yīng)， PID算法， PWM脈沖輸出功能，存儲容量大，完全適應(yīng)現(xiàn)代控制技術(shù)，如最優(yōu)控制，自適應(yīng)控制，變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)等控制算法 。 （ 3）輸入 /輸出點(diǎn)，響應(yīng)速度快， 24 個輸入 / 16，每個點(diǎn)可設(shè) 置過濾參數(shù)， 4個 20KHz 的高速計(jì)數(shù)器， 2個高速輸出端口，能夠滿足實(shí)時控制的要求 。 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué) 院 16 （ 4）通信網(wǎng)絡(luò)能力強(qiáng)，