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畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于fx系列plc的花樣噴泉設(shè)計(jì)-在線瀏覽

2025-02-05 19:31本頁面
  

【正文】 (姓 名 ) (專業(yè)技術(shù)職務(wù) ) 2021 年 6 月 南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2 基于 PLC 的花樣噴泉設(shè)計(jì) 摘 要: 針對傳統(tǒng)的噴泉控制系統(tǒng)一旦設(shè)計(jì)好控制電路,就不能隨意改變噴水花樣及噴水時(shí)間等問題, 本設(shè)計(jì)結(jié)合 三菱 可編程控制器 設(shè)計(jì)能 適應(yīng)不同季節(jié)、不同場合的噴水要求 目的的花樣噴泉系統(tǒng)。 該花樣噴泉控制系統(tǒng)不但實(shí)現(xiàn)了自動轉(zhuǎn)換花樣噴泉的噴水樣式,而且提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性, 具有一定的工程應(yīng)用和推廣價(jià)值。噴泉水景首次在我國興建是 18 世紀(jì)中期,北京圓明園 (又名長春園 )中的“西洋樓”建筑提升到高處的蓄水池 (180m3)里,然后通過管道供給噴泉。因而水景的藝術(shù)形式和規(guī)模都有很大發(fā)展。隨著我國人民物質(zhì)生活水平的不斷提高,對于精神生 活的要求也在不斷提高,為進(jìn)一步改造環(huán)境景觀,建設(shè)一個(gè)噴泉是很有必要的。當(dāng)今噴泉工程和高新技術(shù)的結(jié)合正是歷史發(fā)展的必然趨勢,由于噴泉工程中采用了大量的高新技術(shù),從而使噴泉效果更加絢麗多彩,婀娜多姿,令人賞心悅目、流連忘返。花樣噴泉 在 PLC 的控制之下,噴出各種各樣的水柱,給人以一種視覺上美的享受。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求,同時(shí)也照顧到現(xiàn)場電器操作維護(hù)人員的技能和習(xí)慣,擯棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語言的表達(dá)形式,獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以繼電 器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu),使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué),調(diào)試和查錯(cuò)都很容易。 PLC的應(yīng)用深度 和廣度已經(jīng)成為一個(gè)國家工業(yè)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一。 PLC 的硬件系統(tǒng)由微處理器 (CPU)、存儲器 (EPROM, ROM)、輸入輸出(I/O)部件、電源部件、編程器、 I/O 擴(kuò)展單元和其他外圍設(shè)備組成。 PLC 的軟件系統(tǒng)是指 PLC 所使用的各種程序的集合,通??煞譃橄到y(tǒng)程序和用戶程序兩大部分。用戶程序是由用戶根據(jù)控制需要而編寫的程序。 南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 3 PLC 硬件 結(jié)構(gòu)簡圖如下: 圖 21 PLC硬件結(jié)構(gòu)圖 PLC 的特點(diǎn) 可編程序控制器是一種以微機(jī)處理器為核心的工業(yè)通用自動控制裝置,其實(shí)質(zhì)是一種工業(yè)控制用的專用計(jì)算機(jī)。 其主要原因是因?yàn)?PLC 具有以下優(yōu)點(diǎn): 1) 、靈活、通用 在繼電器控制系統(tǒng)中,使用的控制器件是大量的繼電器,整個(gè)系統(tǒng)是根據(jù)設(shè)計(jì)好的電器控制圖,由人工布線、焊接、固定等手段組裝完成的,其過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。而可編程控制器是通過存儲在存儲器中的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能的,如果控制功能需要改變的話,只需要修改程序以及改動極少量的接線即可。 2) 、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 對于機(jī)械手系統(tǒng)來說,可靠性、抗干擾能力是非常重要的指標(biāo),如何能在各種工作環(huán)境和條件 (如電磁干擾、低溫潮濕、灰塵超高溫等 )下,平穩(wěn)可靠的工作,將故障率降至最低,是研制每一種控制系統(tǒng)必須考慮的問題。為了保證 PLC 能在惡劣的工業(yè)環(huán)境可靠的工作,在其設(shè)計(jì)和制造過程中采 取了一系列硬件和軟件方面的抗干擾措施,使其可以適應(yīng)惡劣的工業(yè)應(yīng)用環(huán)境。對于使用者來說,幾乎不需要專門的計(jì)算機(jī)知識。 4) 、功能強(qiáng) 現(xiàn)代 PLC 不僅具有條件控制、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和步進(jìn)等控制功能,而且還能完成 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換、數(shù)字運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理以及通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過程監(jiān)控等。 5) 、體積小、重量輕和易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化 由于 PLC 采用了半導(dǎo)體集成電路。且 PLC 是為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī),其結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固耐用、體積小巧,并由于具備很強(qiáng)的可靠性和抗干擾能力,使之易于裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部,因而成為實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化十分理想的控制設(shè)備。 南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 5 PLC 的主要功能 PLC 是一種應(yīng)用面很廣、發(fā)展非常迅速的工業(yè)自動化裝置,在工廠自動化(FA)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) (CIMS)內(nèi)占重要地位。 PLC 的重量、體積、功耗和硬件價(jià)格一直在降低,雖然軟件價(jià)格占的比重有所增加,但是各廠商為了競爭也相應(yīng)地降低了價(jià)格。 PLC 產(chǎn)品面臨現(xiàn)場總線的發(fā)展,將再次革新,滿足工業(yè)與民用控制的更高需求。 對 PLC 的經(jīng)濟(jì)分析,應(yīng)從以下幾方面考慮: 1) 、從影響成本的各個(gè)因素綜合考慮 對目前生產(chǎn)設(shè)備控制裝置來說,有三種類型:① 繼電器控制;② 半導(dǎo)體器件控制;③ PLC 控制。 2) 、從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期 長短考慮 不論是對舊設(shè)備進(jìn)行改造,還是設(shè)計(jì)新的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備。這無疑給企業(yè)增加了活力,提高了經(jīng)濟(jì)效益。這是因?yàn)槭褂?PLC 不必改動外部設(shè)備接線,只要對軟件進(jìn)行一些改變就可以了。這既經(jīng)濟(jì)又簡捷,可以達(dá)到事半功倍的效果。從方案的確立到技術(shù)條件的設(shè)計(jì)以及施工的設(shè)計(jì),圖面的工作量很大,這勢必造成設(shè)計(jì)周期長。設(shè)計(jì)人員完全可以利用編程器上屏幕顯示來輸入,或修改程序使得梯形圖能準(zhǔn)確無誤地反映生產(chǎn)要求。 PLC 發(fā)展?fàn)顩r及趨勢 我國可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了 PLC 的應(yīng)用。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的 CF 系列、杭州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的 DKK 及 D 系列、大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的 S 系列、蘇州電子計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的 YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用??梢灶A(yù)期,隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的深入, PLC 在我國將有更廣闊的應(yīng)用天地。 1) 、大型網(wǎng)絡(luò)化 主要是朝 DCS 方向發(fā)展,使其具有 DCS 系統(tǒng)的一些功能。 2) 、多功能 隨著自調(diào)整、步進(jìn)電機(jī)控制、位置控制、伺服控制等模塊的出現(xiàn),使 PLC控制領(lǐng)域更加寬廣。 而 FCS 系統(tǒng)雖然可以大量的節(jié)省設(shè)備和空間,從而節(jié)省安裝費(fèi)用。而 PLC 技術(shù)成熟,性能可靠,功能完善,得到了用戶的認(rèn)可 ,并能充分運(yùn)用起來,所以以后的一段時(shí)間里會出現(xiàn) PLC,DCS,FCS 共存的局面 PLC 的編程 語言 在 IEC611313 中,規(guī)定了控制邏輯編程中的語法、語義和顯示,并對以往編程語言進(jìn)行了部分修改后形成目前通用的 5 種語言。圖形化編程語言包括:梯形圖( LD- Ladder Diagram)、功能塊圖( FBD - Function Block Diagram)、順序功能圖( SFC - Sequential Function Chart)。 梯形圖編程語言是 PLC 首先采用的編程語言,也是 PLC 最普遍采用的編程語言。 PLC的梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)梯形圖的基本思想是一致的,只是在使用符號和表達(dá)方式上有一定區(qū)別。所謂指令表編程,是用一個(gè)或幾個(gè)容易記憶的字符來代表可編程控制器的某種操作功能 。 噴泉概況平面圖如 31: 圖 31 噴泉概況平面 圖 圖 11 中,噴泉由 5 種不同的水柱組成。 噴泉水柱的分布 該噴泉的回水池俯視圖為圓形,與噴泉噴射范圍俯視圖為同心圓,且半徑相等。 南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 9 該回水池由 1 個(gè)半徑為
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