基于西門子plc的花樣噴泉控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-01-04 10:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的 控制系統(tǒng)是此次設(shè)計(jì)噴泉控制系統(tǒng)的最佳方案。 總體實(shí)現(xiàn)方案 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該噴泉控制系統(tǒng)是由 PLC 組成，如圖 所示。 PLC 對噴泉的水泵進(jìn)行時序控制，產(chǎn)生各種不同的噴水造型。需設(shè)計(jì)四種不同的噴泉類型。上位機(jī)編寫組態(tài)軟件對噴泉的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。 要求噴泉控制程序能夠產(chǎn)生不同的噴水造型，并且符合美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，邏輯合理，且操作簡單。 圖 噴泉控制系統(tǒng)總體方案 控制信號 控制各個泵，閥門 組態(tài)軟件 控制泵和閥門的 PLC 操作員 泵 1 泵 2 閥門 1 閥門 2 3 花樣噴泉的設(shè)計(jì)方案 花樣噴泉模型 某廣場的花樣噴泉示意圖如 所示。 電源單步/連續(xù)停止啟動花樣選擇開關(guān) 圖 花樣噴泉示意圖 其中 4 號為中間噴頭， 3 號為內(nèi)環(huán)狀噴頭， 2 號為外環(huán)形狀噴頭， 1 號為外環(huán)形狀噴頭。 花樣噴泉控制要求 （ 1）按下啟動按鈕，噴泉控制裝置開始工作；按下停止按鈕，噴泉控制裝置停止工作。 （ 2）噴泉的工作方式由花樣選擇開關(guān)和單步 /連續(xù)開關(guān)決定。 （ 3）當(dāng)單步 /連續(xù)開關(guān)在單步位置時，噴泉只能按照花樣選擇開關(guān)設(shè)定的方式，運(yùn)行一個循環(huán)。 （ 4）花樣選擇開關(guān)用于選擇噴泉的噴水花樣。現(xiàn)考慮 四種噴水花樣。 a 花樣選擇開關(guān)在位置 1 時，按下啟動按鈕后， 4 號噴頭噴水，延時 2s 后， 3 號噴頭噴水，再延時 2s 后， 2 號噴頭噴水，又延時 2s 后， 1 號噴頭噴水。 18s 后，如果為單步工作方式，則停止下來。如果為連續(xù)工作方式，則繼續(xù)循環(huán)下去。 b 花樣選擇開關(guān)在位置 2 時，按下啟動按鈕后， 1 號噴頭噴水，延時 2s 后， 2 號噴頭噴水，再延時 2s 后， 3 號噴頭噴水，又延時 2s 后， 4 號噴頭噴水。 30s 后，如果為單步工作方式，則停止下來。如果為連續(xù)工作方式，則繼續(xù)循環(huán)下去。 c 花樣選擇開關(guān)在位置 3 時，按下啟動按鈕后， 3 號噴頭同 時噴水，延時 3s 后， 4 號噴頭噴水， 3 號停止噴水。如此交替運(yùn)行 15s 后， 4 組噴頭全噴水， 30s后，如果為單步工作方式，則停止下來。如果為連續(xù)工作方式，則繼續(xù)循環(huán)下去。 d 花樣選擇開關(guān)在位置 4 時，按下啟動按鈕后，按照 1→ 2→ 3→ 4 的順序，依次間 隔 2s 噴水，然后一起噴水。 30s 后，按照 1→ 2→ 3→ 4 順序，分別延時 2s，依次停止噴水。再經(jīng) 1s 延時，按照 4→ 3→ 2→ 1 的順序，依次間隔 2s 噴水，然后一起噴水。 30s 后停止。如果為單步工作方式，則停止下來。如果為連續(xù)工作方式，則繼續(xù)循環(huán)下去。 工作流程圖 圖 如圖 ，通電后，進(jìn)入工作狀態(tài)。按下啟動按鈕，噴泉裝置進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)，選擇花樣，按下單步按鈕，系統(tǒng)按設(shè)定程序進(jìn)行一個循環(huán)后停止。按下連續(xù)按鈕，系統(tǒng)按設(shè)定程序進(jìn)行連續(xù)循環(huán)。如果按下停止按鈕，系統(tǒng)則停止運(yùn)行，如果不按停止按鈕，系統(tǒng)則按照選擇的花樣繼續(xù)運(yùn)行下去直到按下停止按鈕。 開始 按下啟動按鈕 選擇花樣開關(guān) 選擇花樣開關(guān) 花樣 1 花樣 2 花樣 3 花樣 4 花樣 1 花樣 2 花樣 3 花樣 4 進(jìn)行一個循環(huán) 進(jìn)行連續(xù)循環(huán) 停止 按下停止按鈕 停止 結(jié)束 選擇單步按鈕 選擇連續(xù)按鈕 可編程控制器 PLC 的選取與其特點(diǎn) 本論文選用西門子公司的 S7200 系列 可編程序控制器 PLC。 S7200 系列 PLC 適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化 [20]。 S7200 系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此 S7200 系列具有極高的性能 /價格比。 S7200 系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面： （ 1） 極高的可靠性 （ 2） 極豐富的指令集 （ 3） 易于掌握 （ 4） 便捷的操作 （ 5） 豐富的內(nèi)置集成功能 （ 6） 實(shí)時特性 （ 7） 強(qiáng)勁的通訊能力 （ 8） 豐富的擴(kuò)展模塊 S7200 系列在集散自動化系統(tǒng)中充分 發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制 [2123]。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動系統(tǒng) [24]。 基于 PLC花樣噴泉的接口設(shè)計(jì) 花樣噴泉設(shè)計(jì)方案是根據(jù)花樣選擇開關(guān)的位置信號，采用跳轉(zhuǎn)指令編程。在每一個跳轉(zhuǎn)程序段內(nèi)，采用定時器指令實(shí)現(xiàn)順序控制。 PLC I/O 口地址分配表如 表 所示 表 PLC I/O 口地址分配表 輸入信號 地址 元件 功能 SB1 啟動按鈕 SA1 花樣選擇開關(guān)位置 1 SA2 花樣選擇開關(guān)位置 2 SA3 花樣選擇開關(guān)位置 3 SA4 花樣選擇開關(guān)位置 4 SB2 重復(fù)按鈕 SB3 停止按鈕 輸出信號 地址 元件 功能 KM1 噴頭 1 KM2 噴頭 2 KM3 噴頭 3 KM4 噴頭 4 PLC 外部接線圖 PLC 外部接線圖如圖 圖 PLC外部接線圖 花樣噴泉的梯形圖 梯形圖中的關(guān)鍵問題及實(shí)現(xiàn) 代表啟動按鈕， 代表停止按鈕， 、 、 、 分別代表四種花樣， 代表模式選擇（按下表示重復(fù)）； Q 、 、 、 分別代表 4 個噴頭；中間變量 M 、 、 、 M 代表 4 個噴水階段； 代表停止?fàn)顟B(tài)。 本論文的梯 形圖采用西門子公司 STEP 7 Micro/WIN SP3 版軟件編程并截圖而得，四種花樣的梯形圖均有截圖，因梯形圖篇幅太大，所以采用截圖后拼接的方式拼合在一起。
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