花式噴水池裝置plc控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試

XXXXX學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目: 花式噴水池裝置PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試學(xué)生姓名： XXXXX 學(xué) 號： XXXXX 專業(yè)班級： XXXXX 指導(dǎo)教師： XXXXX 2012年12月8日內(nèi)容摘要花式噴水池是近年來出現(xiàn)的一種園林建筑與花式觀賞相結(jié)合的一種產(chǎn)物。在游人和居民光顧的場所，如公園、廣場、旅游景點(diǎn)及一些知名建筑前，經(jīng)常會(huì)修建一些噴水池供人們休閑、觀賞，這些噴水池按一定的規(guī)律改變噴水式樣。而且隨著可編程控制器在我國的迅速發(fā)展，對花式噴泉的控制要求也越來越高，使得越 來越多的控制部分需要可編程控制器來實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)書以4環(huán)花式噴水池為研究對象，采用了西門子s7-200系列可編程序控制器作為噴水池的控制器。對花式噴水池的控制系統(tǒng)的總體功能進(jìn)行了分析，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件配置、設(shè)計(jì)方案及軟件設(shè)計(jì)順序功能圖。本設(shè)計(jì)改善了噴泉系統(tǒng)的控制品質(zhì)，并真正地達(dá)到了實(shí)時(shí)控制的要求。當(dāng)控制要求發(fā)生改變時(shí)，只需要改變程序，硬件接線不變或作較小變動(dòng)即可，方便簡單。而且采用PLC控制時(shí)，利用其體積小、功能強(qiáng)、可靠性高，并具有較大的靈活性和可擴(kuò)展性的特點(diǎn)，改變控制方式或改變選擇開關(guān)，即可改變噴水規(guī)律，變換出不同的花樣。所以PLC在當(dāng)前工業(yè)控制中得到廣泛應(yīng)用。關(guān)鍵詞：花式噴水池裝置； PLC設(shè)計(jì)； 定時(shí)器目 錄第1章 引言11.1 花式噴水池裝置PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試內(nèi)容簡介11.2 花式噴水池裝置PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試設(shè)計(jì)要求21.3 花式噴水池裝置PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試設(shè)計(jì)思想2第2章 花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)32.1花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行框圖32.2 花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)PLC選型 32.3 花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)I/O分配表32.4花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)I/O接線圖3第3章 花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)63.1花式噴水池裝置PLC控制程序的梯形圖63.2花式噴水池裝置PLC控制程序的指令表6結(jié)論7設(shè)計(jì)總結(jié)8謝辭 9附錄 10參考文獻(xiàn)29第1章 引言1.1花式噴水池裝置PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試內(nèi)容簡介1花式噴水池示意圖圖a)中4為中間噴水管，3為內(nèi)環(huán)狀噴水管，2為中環(huán)形狀噴水管，1為外環(huán)形狀噴水管。 圖b)中的選擇開關(guān)可有4種選擇，可分別用4個(gè)開關(guān)模擬實(shí)現(xiàn)；單步/連續(xù)開關(guān)為“1”= 單步，“0”= 連續(xù)，其他為單一功能開關(guān)。2控制要求（1）控制器電源開關(guān)接通后，按下啟動(dòng)按鈕，噴水裝置即開始工作。按下停止按鈕，則停止噴水。工作方式由“選擇開關(guān)”和“單步/連續(xù)”開關(guān)來決定。 （2）“單步/連續(xù)”開關(guān)在單步位置時(shí)，噴水池只運(yùn)行一個(gè)循環(huán)；在連續(xù)位置時(shí)，噴水池反復(fù)循環(huán)運(yùn)行。（3）方式選擇開關(guān)用以選擇噴水池的噴水花樣，14號噴水管的工作方式選擇如下：a）選擇開關(guān)在位置“1”按下啟動(dòng)按鈕后，4號噴水，延時(shí)2s，3號噴水，再延時(shí)2s，2號噴水，再延時(shí)2s，1號噴水，接著一起噴水15s為一個(gè)循環(huán)。b）選擇開關(guān)在位置“2”按下啟動(dòng)按鈕后，1號噴水，延時(shí)2s，2號噴水，再延時(shí)2s，3號噴水，再延時(shí)2s，4號噴水，接著一起噴水30s為一個(gè)循環(huán)。c) 選擇開關(guān)在位置“3”按下啟動(dòng)按鈕后，1、3號同時(shí)噴水，延時(shí)3s后，2、4號同時(shí)噴水，1、3號停止噴；交替運(yùn)行5次后，再14號全部噴水30s為一個(gè)循環(huán)。d）選擇開關(guān)在位置“4”按下啟動(dòng)按鈕后，噴水池14號水管的工作順序?yàn)椋?234按順序延時(shí)2s噴水，然后一起噴水30s后，1、2、3和4號水管分別延時(shí)2s停水，再等待1s，由4321反序分別延時(shí)2s噴水，然后再一起噴水30s為一個(gè)循環(huán)。（4）不論在什么工作方式，按下停止按鈕，噴水池立即停止工作，所有存儲器復(fù)位。1.2花式噴水池裝置PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試設(shè)計(jì)要求本次的設(shè)計(jì)要求如下：1.畫出運(yùn)行框圖；2.采用PLC控制，列出輸入輸出點(diǎn)分配表；3.畫出PLC的輸入輸出設(shè)備的接線圖；4.利用STEP7-Micro/WIN32軟件完成梯形圖、指令表的程序設(shè)計(jì)與調(diào)試；5.完成課程設(shè)計(jì)說明書1.3花式噴水池裝置PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試設(shè)計(jì)思想 1. 水池控制電源開關(guān)接通后，工作方式由“選擇開關(guān)”和“單步/連續(xù)”開關(guān)來決定； 2.“單步/連續(xù)”開關(guān)在單步位置時(shí)，噴水池只運(yùn)行一個(gè)循環(huán)；在連續(xù)位置時(shí)，噴水池反復(fù)循環(huán)運(yùn)行。按下啟動(dòng)按鈕，噴水裝置即開始工作。按下停止按鈕，則停止噴水； 3. 當(dāng)選擇開關(guān)在1時(shí)，按動(dòng)啟動(dòng)按鈕時(shí)程序自動(dòng)進(jìn)入開關(guān)1對應(yīng)該的程序運(yùn)行，程序運(yùn)行到最后時(shí)自行判斷是單步或連續(xù)，就入戲一個(gè)環(huán)節(jié)。 當(dāng)選擇開關(guān)在2、3、4時(shí)同上。第2章 花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)2.1 花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行框圖在許多休閑廣場、景區(qū)或游樂場里，經(jīng)常看到噴水池按一定的規(guī)律噴水或變化式樣，若在夜晚配上各種彩色的燈光顯示，更加迷人。設(shè)計(jì)一花式噴水池，采用PLC控制是比較方便的，在花式噴水時(shí)序確定的前提下，可以通過改變時(shí)序或者改變控制卉關(guān)，就可改變控制方式，達(dá)到顯現(xiàn)各種復(fù)合狀態(tài)的要求。經(jīng)分析及組員的建議本設(shè)計(jì)題目使用順序控制指令完成，思路清晰、易于理解。而順序控制指令是PLC生產(chǎn)廠家為用戶提供的可視功能圖編程簡單化和規(guī)范化的指令。本設(shè)計(jì)中使用順序控制指令雖梯形圖網(wǎng)絡(luò)眾多，操作比較繁瑣，但思路清晰、易于理解。故選擇順序控制指令完成。本設(shè)計(jì)中涉及可選擇的分支和鏈接、跳轉(zhuǎn)和循環(huán)。分析系統(tǒng)及控制要求繪出如下運(yùn)行框圖,如圖2-1所示2.2 花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)PLC選型從2.1運(yùn)行框圖分析可以知道，系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點(diǎn)8個(gè)，開關(guān)量輸出點(diǎn)4個(gè)。本系統(tǒng)采用西門子S7-200系列PLC進(jìn)行控制。如果選用CPU226PLC或CPU224PLC，價(jià)格較高，浪費(fèi)較大。參照西門子S7-200產(chǎn)品目錄，主機(jī)CPU222.它體積小，重量輕，使用壽命長，編程和維護(hù)方便，故障率低，通過擴(kuò)展模塊的連接，可以增加輸入/輸出點(diǎn)數(shù)。CPU 222 輸入電壓：20.428.2V DC/85264V AC(4363Hz) ,集成了8輸入/6輸出共14個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)。可連接2個(gè)擴(kuò)展模塊。2.3 花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)I/O分配表該系統(tǒng)需8個(gè)輸入和4個(gè)輸出，由以上知選CPU222即可滿足要求（CPU222有8輸入和6輸出）。見表2-1 I/O分配表。2.4 花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)I/O接線圖CPU222的I/O接線圖如圖2-2所示。開始NNNNYYYY單步?一起噴水30s延時(shí)時(shí)1s后,YV4YV1依次延時(shí) 2s通電,41號依次噴水YV4YV1依次延時(shí)2s斷電,41號依次停噴一起噴水30s單步?YV1，YV3通電,14號同噴水30s循環(huán)次數(shù)=5?延時(shí)3s后,YV2，YV4通電,YV1，YV3斷電,1,3號 停噴,2,4號噴水單步?一起噴水30s延時(shí)2s后,YV4通電,4 號噴水延時(shí)2s后,YV3通電,3號噴水延時(shí)2s后,YV2通電,2號噴水單步?一起噴水15s延時(shí)2s后,YV1通電,1號噴水延時(shí)2s后,YV2通電,2號噴水延時(shí)2s后,YV3通電,3號噴水YV1,YV3通電,1,3號同時(shí)噴水YV1YV4依次延時(shí),2s通電 ,14號依次噴水YV1通電,1號噴水YV4通電,4號噴水啟動(dòng)啟動(dòng)啟動(dòng)啟動(dòng)開關(guān)3開關(guān)4開關(guān)2開關(guān)1選擇開關(guān)NY結(jié)束 圖2-1 運(yùn)行框圖表2-1 I/O分配表 輸入信號輸出信號序號功能元件地址序號控制對象元件地址1啟動(dòng)按鈕SB1I0.011號電磁閥KM1Q0.02選擇開關(guān)1SA-1I0.122號電磁閥KM2Q0.13選擇開關(guān)2SA-2I0.233號電磁閥KM3Q0.24選擇開關(guān)3SA-3I0.344號電磁閥KM4Q0.35選擇開關(guān)4SA-4I0.46停止按鈕SB2I0.57連續(xù)開關(guān)SB3I0.68單步開關(guān)SB4I0.7L(+) 220V AC L(-)ML+L1N1LI0.01MKM2Q 0.2SA1-1Q0.1Q 0.0I0.6I0.5I0.4I0.1I0.3I0.2L(+) 220V AC L(-)SA1-4CPU222SA1-3SA1-2SA1KM4KM3KM1SB3SB1SB2Q 0.3332LSB4I0.7220V AC24V DC圖2-2 I/O接線圖第3章 花式噴水池裝置PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)3.1 花式噴水池裝置PLC控制程序的梯形圖本系統(tǒng)采用STEP 7 MicroWIN SP4（S7-200）V4.0軟件調(diào)試，分為兩部分：主程序和子程序,子程序有四部分,分別表示選擇開關(guān)在位置1-4時(shí)的不同噴水花樣，共有68個(gè)網(wǎng)絡(luò)。調(diào)試過程所設(shè)計(jì)梯形圖見附錄：1.梯形圖(P10)3.2 花式噴水池裝置PLC控制程序的指令表本系統(tǒng)調(diào)試過程所生成指令表見附錄：2.指令表(P25) 結(jié) 論調(diào)試運(yùn)行時(shí)，當(dāng)選擇了一種工作方式并調(diào)用停止按鈕時(shí)，想再次選用其他工作方式，就不能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槲覍0.0的置位放在了PLC由停止轉(zhuǎn)為運(yùn)行的第一個(gè)掃描周期中，這使得只有在上電的第一個(gè)周期才能調(diào)用S0.0，在組員的指導(dǎo)下，我在主程序的開始添加了一句對S0.0置位語句解決了這個(gè)問題。運(yùn)行一段時(shí)間后，出現(xiàn)了工作現(xiàn)象混亂，比如第三種工作時(shí)，題目要求是一三運(yùn)行2S后，二四運(yùn)行2S，可是運(yùn)行幾次后，四個(gè)噴泉不能運(yùn)行，而是一直保持亮的現(xiàn)象，最后咨詢多次檢驗(yàn)后才發(fā)現(xiàn)，由于我的程序語句過長，PLC將上一次運(yùn)行的結(jié)果保存在存儲器中，所以需要通過清除操作來清除原有結(jié)果。在調(diào)試過程中出現(xiàn)了不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行工作方式，于是我發(fā)現(xiàn)每次運(yùn)行時(shí)，當(dāng)選擇一個(gè)工作方式時(shí)，它的這一段順序語句中定時(shí)器不能清零，于是我在每一段程序后加了定時(shí)器清零語句，從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)功能。設(shè)計(jì)總結(jié)通過這次對花式噴水池的PLC控制，讓我了解了plc梯形圖、指令表、外部接線圖有了更好的了解，也讓我了解了關(guān)于PLC設(shè)計(jì)原理。有很多設(shè)計(jì)理念來源于實(shí)際，從中找出最適合的方式和方法。雖然本次課程設(shè)計(jì)是要求自己獨(dú)立完成，但是，彼此還是脫離不了集體的力量，遇到問題和同學(xué)互相討論交流。多和同學(xué)討論。我們在做課程設(shè)計(jì)的過程中要不停的討論問題，這樣，我們可以盡可能的統(tǒng)一思想，這樣就不會(huì)使自己在做的過程中沒有方向，并且這樣也是為了方便最后設(shè)計(jì)和在一起。討論不僅是一些思想的問題，還可以深入的討論一些技術(shù)上的問題，這樣可以使自己的處理問題要快一些，少走彎路。多改變自己設(shè)計(jì)的方法，在設(shè)計(jì)的過程中最好要不停的改善自己解決問題的方法，這樣可以方便自己解決問題由于設(shè)計(jì)水平有限和時(shí)間的倉促，本文中難免有錯(cuò)誤和不妥之處，但確實(shí)在設(shè)計(jì)中學(xué)到了很多東西，提升了自己。謝 辭感謝學(xué)院和老師給了我們這次寶貴的實(shí)踐機(jī)會(huì)，對我們的能力提高非常有幫助。感謝王老師不辭勞苦的辛勤指導(dǎo)，對每個(gè)簡單或難的問題都予以深刻的解答，是我又學(xué)到了很多的知識。從這次課程設(shè)計(jì)中，我更加看清了自己的不足之處。為了搞好這次課程設(shè)計(jì)，通過查閱資料以及在老師和同學(xué)的幫助下，最終基本達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。通過實(shí)踐，鞏固了理論知識的學(xué)習(xí)，提高了實(shí)際應(yīng)用所學(xué)知識的能力，還積累了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。在這次的設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中，我認(rèn)識到不管做什么事，尤其是科學(xué)實(shí)踐，都需要大膽假設(shè)，小心求證。任何一個(gè)方案都要經(jīng)過詳細(xì)周全的論證后才能著手去做，否則即使很快做出來，但經(jīng)不起推敲和考驗(yàn)。對于那些要求能夠擴(kuò)展功能的課題更是如此?？傊?，這次實(shí)習(xí)要再次感謝王老師和小組成員的幫助與支持，使自己的綜合分析能力有了很大的提高。附 錄1.梯形圖2.指令表TITLE=程序注釋Network 1 / 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題/ 程序初始化LD SM0.1S M0.1, 1Network 2 / S0.0啟動(dòng)LSCR S0.0Network 3 / 連續(xù)選擇LD I0.6AN I0.7S M0.1, 1Network 4 / 單步選擇LD I0.7AN I0.6R M0.1, 1Network 5 / 方式一啟動(dòng)LD I0.1A I0.0SCRT S0.1Network 6 / 方式二啟動(dòng)LD I0.2AN I0.0SCRT S0.3Network 7 / 方式三啟動(dòng)LD I0.3A I0.0SCRT S0.5Network 8 / 方式四啟動(dòng)LD I0.4A I0.0SCRT S0.7Network 9 / s0.0結(jié)束SCRENetwork 10 / 方式1開始LSCR S0.1Network 11 / 四號噴水LDN I0.5= M0.2TON T37, 20Network 12 / 延時(shí)兩秒三號噴水LD T37= M0.3TON T38, 20Network 13 / 延時(shí)兩秒二號噴水LD T38= M0.4TON T39, 20Network 14 / 延時(shí)兩秒1號噴水LD T39= M0.5TON T40, 150Network 15 / 一起噴水15sLD T40SCRT S0.2Network 16 / 方式一結(jié)束SCRENetwork 17 / 連續(xù)單步選擇LSCR S0.2Network 18 / 連續(xù)選擇LD M0.1SCRT S0.1Network 19 / 單步選擇LDN M0.1SCRT S0.0Network 20 / 選擇結(jié)束SCRENetwork 21 / 方式二開始LSCR S0.3Network 22 / 一號噴水LDN I0.5= M0.7TON T41, 20Network 23 / 延時(shí)兩秒2號噴水LD T41= M2.5TON T42, 20Network 24 / 延時(shí)兩秒三號噴水LD T42= M2.6TON T43, 20Network 25 / 延時(shí)兩秒4號噴水LD T43= M1.0TON T44, 300Network 26 / 一起噴水30秒LD T44SCRT S0.4Network 27 / 方式二結(jié)束SCRENetwork 28 / 方式選擇LSCR S0.4Network 29 / 連續(xù)選擇LD M0.1SCRT S0.3Network 30 / 單步選擇LDN M0.1SCRT S0.0Network 31 / 選擇結(jié)束SCRENetwork 32 / 方式三開始LSCR S0.5Network 33 / 一號三號噴水LDN I0.5= M1.1TON T45, 30Network 34 / 一三斷電二四噴水LD T45= M1.2TON T46, 30Network 35 / 循環(huán)五次LD T46LD C20CTU C20, 5Network 36 / 一三通電同時(shí)噴水30秒LD C20TON T47, 300Network 37 / 進(jìn)入方式選擇LD T47SCRT S0.7Network 38 / 方式三結(jié)束SCRENetwork 39 / 方式選擇LSCR S0.6Network 40 / 連續(xù)選擇LD M0.1SCRT S0.5Network 41 / 單步選擇LDN M0.1SCRT S0.0Network 42 / 選擇結(jié)束SCRENetwork 43 / 方式四LSCR S0.7Network 44 / 一號通電LDN I0.5= M1.3TON T48, 20Network 45 / 延時(shí)兩秒二號噴水LD T48= M1.4TON T49, 20Network 46 / 延時(shí)兩秒3號噴水LD T49= M1.5TON T50, 20Network 47 / 延時(shí)兩秒4號噴水一起噴水30sLD T50= M1.6TON T51, 300Network 48 / 四號停噴LD T51= M1.7TON T52, 20Network 49 / 3號停噴LD T52= M2.7TON T53, 20Network 50 / 2號停噴LD T53= M3.0TON T54, 20Network 51 / 1號停噴延時(shí)一秒LD T54= M2.0TON T55, 10Network 52 / 執(zhí)行s0.1LD T55SCRT S1.0Network 53 / s0.7結(jié)束SCRENetwork 54 / s1.0開始LSCR S1.0Network 55 / 四號噴水LD I0.5= M2.1TON T56, 20Network 56 / 3號噴水LD T56= M2.2TON T57, 20Network 57 / 2號噴水LD T57= M2.3TON T58, 20Network 58 / 1號噴水一起噴水30sLD T58= M2.4TON T59, 300Network 59 / 轉(zhuǎn)到s1.1LD T59SCRT S1.1Network 60 / s0.7結(jié)束SCRENetwork 61 / s1.1開始LSCR S1.1Network 62 / 連續(xù)選擇LD M0.1SCRT S0.7