畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于plc的花樣噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-09-02 11:27 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 （1）花樣噴泉類型的選擇。綜合花樣噴泉的類別和各類的特點(diǎn)和要求，在本課題中主要研究能有三種噴水花樣可供選擇。（2）花樣噴泉硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本課題設(shè)計(jì)的花樣噴泉要求運(yùn)行速度準(zhǔn)確度高，在花樣噴泉的格層檢測(cè)系統(tǒng)中選用在工業(yè)自動(dòng)控制上大量運(yùn)用的具有檢測(cè)精度高、壽命長、穩(wěn)定性能好的接近傳感器，運(yùn)用感應(yīng)器的開關(guān)量信號(hào)輸入給 plc 來實(shí)現(xiàn)控制。由于本課題目具體需求在硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中主要考慮了花樣噴泉的經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定、靈活、美觀的需要。（3）花樣噴泉控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中選用了目前運(yùn)用最多的plc 編程語言梯形圖，梯形圖的編程能直觀明了的設(shè)計(jì)花樣噴泉控制的要求，梯形圖的編寫運(yùn)用 GX Developer 編程軟件，此軟件支持全部的三菱 fx 系列的plc，并且具有強(qiáng)大的診斷功能，能更快的查找出故障的原因，從而大大縮短了維修時(shí)間。2 系統(tǒng)控制方案的確定 花樣噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總框圖在噴泉中，通過按鈕開關(guān)信號(hào)來控制 PLC。花樣噴泉控制系統(tǒng)的原理如圖22 所示：圖 花樣噴泉的概述采用 PLC 控制花樣噴泉的優(yōu)點(diǎn)（1）控制方式上看：PLC 軟接線，只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能。（2）工作方式看：PLC 串行工作，不受制約。（3）控制速度上看：PLC 通過半導(dǎo)體來控制，速度很快，無觸點(diǎn)，顧而五抖動(dòng)一說。（4）定時(shí)、計(jì)數(shù)看：PLC 時(shí)鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬，有記憶功能。（5）可靠、維護(hù)看：PLC 無觸點(diǎn)，壽命長，且有自我診斷功能，對(duì)程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)方便。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟在花樣噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中主要考慮以下幾點(diǎn)：（1）深入了解和分析花樣噴泉的工藝條件和控制要求。（2）確定 I/O 設(shè)備。根據(jù)花樣噴泉控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)等，常用的輸出設(shè)備有指示燈等。（3）根據(jù) I/O 點(diǎn)數(shù)選擇合適的 PLC 類型。（4）分配 I/O 點(diǎn)，分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入輸出分配表或輸入輸出端子 的接線圖。（5）設(shè)計(jì)花樣噴泉系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計(jì)出周密完整的梯形圖（6）程序，這是整個(gè)花樣噴泉系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作。（7）將程序輸入 PLC 進(jìn)行軟件測(cè)試，查找錯(cuò)誤，使系統(tǒng)程序更加完善。 系統(tǒng)控制方案花樣噴泉系統(tǒng)的控制要求如下：（1）按下啟動(dòng)按鈕，噴泉裝置開始工作，按下停止按鈕，噴泉控制裝置停止工作。按下自動(dòng)運(yùn)行按鈕，噴泉進(jìn)入自動(dòng)工作狀態(tài)，（2）噴泉噴水方式由花樣選擇開關(guān)決定，現(xiàn)考慮 4 種噴水花樣。（3）花樣選擇開關(guān)在位置 1 時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后，首先 4 每隔兩秒依次噴水，然后四個(gè)噴水管同時(shí)噴水 18 秒后停止，如果為單步模式方式，則停下來。如果為連續(xù)工作模式，則繼續(xù)循環(huán)下去。（4）花樣選擇開關(guān)在位置 2 時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后，先 4 同時(shí)噴水兩秒然后停止，同時(shí) 3 同時(shí)噴水兩秒然后停止，交替運(yùn)行 5 次后四個(gè)噴水管同時(shí)噴水 10 秒停止，如果為單步模式方式，則停下來。如果為連續(xù)工作模式，則繼續(xù)循環(huán)下去。（5）花樣選擇開關(guān)在位置 3 時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后，先 4 順序噴水，間隔兩秒，然后同時(shí)噴水 10 秒后，按 3 順序停噴，間隔兩秒，如果為單步模式方式，則停下來。如果為連續(xù)工作模式，則繼續(xù)循環(huán)下去。（6）花樣選擇開關(guān)在位置 4 時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后，1 號(hào)、4 號(hào)噴頭同時(shí)噴水，延遲 4S 后，2 號(hào)、3 號(hào)噴頭同時(shí)噴水，1 號(hào)、4 號(hào)噴頭停止噴水。如此交替運(yùn)行 40S 后，4 組噴頭全噴水，運(yùn)行 3S 后停止。如果為單步模式方式，則停下來。如果為連續(xù)工作模式，則繼續(xù)循環(huán)下去?；訃娙厥疽鈭D如圖 所示： 圖 控制面板系統(tǒng)的控制面板圖如圖所示。圖中分別是花樣選擇開關(guān)、以及啟動(dòng)、停止和自動(dòng)運(yùn)行開關(guān)。圖 在圖 上，4 表示花樣一、二、三、四檔。還有開機(jī)、停止、單步，連續(xù)按鍵。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 可編程控制器（PLC）的選擇 PLC 概述可編程控制器，英文稱 Progammable Controller,簡稱 PLC，本課題中用PLC 作為它的簡稱。PLC 是用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電控制器。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計(jì)算機(jī)。它通過運(yùn)行存儲(chǔ)在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進(jìn)而再通過輸出電路的物理過程去實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制。PLC 有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的 I/O 接口、通信接口，有大容量的內(nèi)存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)?？梢哉f，凡普通小型計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)的功能，PLC 幾乎也都可以做到。 PLC 的選型（1）對(duì)輸入/輸出點(diǎn)的選擇盲目選擇點(diǎn)數(shù)多的機(jī)型會(huì)造成一定浪費(fèi)。要先弄清除控制系統(tǒng)的 I/O 總點(diǎn)數(shù)，再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的 15～20％留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需 PLC 的點(diǎn)數(shù)。（2）對(duì)存儲(chǔ)容量的選擇對(duì)用戶存儲(chǔ)容量作粗略的估算。（3）對(duì) I/O 響應(yīng)時(shí)間的選擇PLC 的 I/O 響應(yīng)時(shí)間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時(shí)間延遲（一般在 2～3 個(gè)掃描周期）
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