三菱PLC噴泉設計.doc

電氣控制與PLC應用技術 課題名稱:PLC的噴泉模擬控制設計 班 級：10風電一班 姓 名：楊 凱 亮 學 號：101114012 日 期：2012.6.20摘 要花式噴泉是近年來出現(xiàn)的一種園林建筑與花式觀賞相結合的一種產物。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現(xiàn)。本文以花式噴泉為研究對象，采用了FX三菱系列PLC作為噴泉的控制器。對花式噴泉的控制系統(tǒng)的總體功能進行了分析，闡述可編程控制器的組成和工作原理。第1章 緒論1.1 我國現(xiàn)代噴泉及其控制技術的發(fā)展二十世紀八十年代以前，噴泉只是建筑給排水和園林造景專業(yè)的一個技術細節(jié)，從設計到產品制作，工程安裝都沒有形成規(guī)模。只是在展覽館等公共建筑和公園里能見到一些中、小噴泉，產品的水平也是簡單、粗放的。二十世紀八十年以后，隨著國民經濟的恢復和發(fā)展，人民生活水平的提高，一些城市的城建、園林主管部門在城市建設、改造的過程中，以及環(huán)境的美化和文化氛圍的營造上對噴泉提出了求新的要求，一部分建筑、園林、水利的設計院、研究所及大專院校，綜合了土建結構、給排水、機電控制等傳統(tǒng)的專業(yè)技術，加上當時先進的單片機，通過電磁閥和直流電機調速實行變量控制，設計出一批噴泉、水景。得到了良好的社會反映和社會效益。在這個時期，一些噴泉設備專業(yè)加工廠和公司開始組建、發(fā)展，為噴泉的專業(yè)化發(fā)展提供了力量，打下了基礎。二十世紀九十年代以后，社會主義市場經濟快速發(fā)展，全國城市建設速度加快，人們也追求高質量的文化生活和環(huán)境美。市場的需求推動了噴泉行業(yè)的發(fā)展。噴泉走出公園、園林的圍墻和廣場的中心，深入延伸到人們的各個社會活動場所。許多噴泉專業(yè)的生產廠商和專業(yè)公司，在這段時間內應運而生，迅速發(fā)展起來。專業(yè)技術人員把計算機技術、信息技術，以及聲、光、電、霧、火、激光、音樂、水幕電影等學科的技術應用到噴泉之中，把噴泉行業(yè)的技術水平推上了一個新的層面，開拓了廣闊的應用空間，噴泉行業(yè)得到了快速發(fā)展。2001年中國建筑金屬結構協(xié)會、給水排水設備分會成立了水景噴泉專業(yè)委員會，行業(yè)組織為城鎮(zhèn)、園林的主管部門、設計院、所及專業(yè)生產廠商、公司提供服務，促進噴泉行業(yè)健康有序地發(fā)展。一些大學和中專的建筑、園林專業(yè)也開設了水景、噴泉課程，為噴泉行業(yè)的今后發(fā)展提供了知識儲備。噴泉行業(yè)的發(fā)展進入到一個新的階段。 噴泉是藝術和技術的結合物，建筑藝術、園林藝術、美術以至引伸到人文學、文學藝術、音樂藝術等都能蘊含到噴泉的設計、創(chuàng)作中。 不少成功的作品都注意噴泉的設計風格與周邊的環(huán)境、建筑物風格的協(xié)調一致，注意當?shù)厝宋摹⑽幕睦?，所以好的方案設計是至關重要的，它是成功的起點。 隨著我國的經濟的高速發(fā)展，微電子技術、計算機技術和自動控制技術得到了迅速的發(fā)展，交流變頻調速技術已進入個嶄新的時代，其應用越來越廣。而隨著我國城市化進程的加快和人口大量集聚，環(huán)境越來越重要，好的環(huán)境能使心身愉快，做事效率提高。其中噴泉可以濕潤周圍空氣，減少塵埃，降低氣溫。噴泉的細小水珠痛空氣分子撞擊，能產生大量的負氧離子，有益于改善社區(qū)面貌和增進居民身心健康?？删幊绦蚩刂破鳎≒LC）因為穩(wěn)定可靠、結構簡單、成本低廉、簡單易學、功能強大和使用方便已經成為應用面最廣、最廣泛的通用工業(yè)控制裝置，成為當代工業(yè)自動化的主要支柱之一?；ㄊ絿娙刂埔蠼尤朐O備使用簡便，對應于系統(tǒng)組態(tài)的編程簡單，具有人性化的人機界面，配備應用程序庫，加快編程和調試速度。通過PLC對程序設計，提高了噴泉的控制水平，并改善了噴泉的樣式。1.2 現(xiàn)代噴泉中出現(xiàn)的問題在噴泉得到廣泛應用的過程中，也出現(xiàn)了一些問題和不足，有些認識上的誤區(qū)和不良傾向應該引起人們的重視。否則將對噴泉行業(yè)的健康發(fā)展產生負面影響。（1）方案設計上的盲目性，往往導致作品成為敗筆，使作品難于長久存在。（2）細部設計的不合理直接影響作品效果。（3）質次價高的偽劣產品直接影響著有關廠商和公司的信譽。（4）節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保問題應引起足夠的重視。噴泉的水造型是通過細部設計來實現(xiàn)的，機、泵、管、閥門、噴頭的合理選配，直接影響著噴水效果。有些噴泉的設計，只注意了流量、工作壓力等技術指標，忽視了流態(tài)效果這個重要因素，水造型效果差。例如：成功的超高水柱密實段長，破裂段和霧化段短，水柱直徑和噴水高度比例合適，抗風能力強，噴水效果挺拔、雄偉。而目前的一些超高水柱，水柱密實段短，破裂段和霧化段長，水柱直徑與噴水高度相比顯得細小單薄，抗風能力差，水柱很容易被吹散飄移，這就是有關參數(shù)選配不合理所致。在整體水造型的組合效果上也存在差類似的問題。細部設計不合理，是技術經濟指標差的表現(xiàn)，需要在設計階段給予解決。噴泉是耗能的景觀工程，在保障設計效果的前提下，盡可能地節(jié)約能源，這在方案設計階段時就應該進行量體裁衣的設計。我國是一個缺水的國家，節(jié)水是基本國策，噴泉要提倡循環(huán)用水，設計時應考慮減少噴水的霧化，飄移損失。循環(huán)用水系統(tǒng)應該有過濾凈化裝置，現(xiàn)在有許多旱噴泉，噴水很容易把地面上的泥土、東西沖入地下水池，水質極易污染，搞好池水凈化，延長池水使用周期，用過的池水可以澆灌周邊的草坪、綠地，既節(jié)約了用水，又有環(huán)保的功能。1.3課程設計控制要求 基于PLC的噴泉模擬控制系統(tǒng)設計a）用PLC編程b）用LED模擬三組ABC噴頭，一個點動開關； c）花樣一：按點動開關，A組先噴5秒，然后BC兩組同時噴且A組停，5秒后B組停，而AB兩組又同時噴，再經過2秒，C組也開始噴，持續(xù)5秒后，全部停止噴水，再經過3秒后重復前述過程.d）花樣二：AB先噴5秒，然后C噴5秒，AC噴5秒，B噴4秒停，2秒后循環(huán)。e) 花樣三：ABC先噴5秒，B噴5秒，再噴AC3秒，A噴5秒，停，3秒后循環(huán)。f）能用按鍵選擇噴泉間隔時間。第2章方案設計 2.1噴泉控制原理本次設計的噴泉控制系統(tǒng)由啟動控制程序、位移脈沖控制程序、復位控制程序、驅動控制程序、停止控制程序組成。通過啟動控制程序實現(xiàn)噴泉的準備，通過位移脈沖控制程序實現(xiàn)子元件中的內容在存儲器間的移動，通過復位控制程序實現(xiàn)噴泉花樣的循環(huán)，通過驅動控制程序實現(xiàn)噴泉的噴射，通過停止程序來實現(xiàn)對噴泉的停止。 注：用二極管或燈泡模擬水泵來觀察輸出及現(xiàn)象。 2.2 I/O 地址分配 表2.2 I/O地址分配表名稱 元件PLC元件說明輸入啟動按鈕開關SA1X0啟動噴泉系統(tǒng)1號方式選擇開關選擇器開關1X1噴泉選擇1號方式噴水2號方式選擇開關選擇器開關2X2噴泉選擇2號方式噴水3號方式選擇開關選擇器開關3X3噴泉選擇3號方式噴水輸出噴水池工作指示LED指示燈1號噴水閥工作1號噴水閥Y01號噴水閥噴水2號噴水閥工作2號噴水閥Y12號噴水閥噴水3號噴水閥工作3號噴水閥Y23號噴水閥噴水2.3花式噴泉系統(tǒng)控制流程第三章PLC的梯形圖及其指令圖3.1 PLC系統(tǒng)程序梯形圖3.2花式噴泉指令圖總結此次設計是我對可編程控制又一次深刻的認識和理解。從最初的選題,開題到完成設計。其間，我查閱了大量的相關資料，和同學進行溝通和交流，讓同學給我反復找出設計中的不足之處并提出相關修改的一些建議，每一個過程都讓我體會到以前在書本中得不到的寶貴的知識和經驗。通過這次設計，我了解了PLC的用途及工作原理，熟悉了PLC的應用，鍛煉了實踐能力，提高了自己對一些實際問題考慮的能力。本次課程設計我掌握了電氣控制的原理設計的基本方法，并能達到熟練使用可編程控制器實現(xiàn)簡單控制系統(tǒng)的控制要求，尤其是對于噴泉噴水順序控制指令的使用?；究梢允炀毜剡M行系統(tǒng)外圍電路設計、接線、編程、調試等工作。通過對噴泉的控制，比那些純手動的控制更加簡單多樣，靈活多變。主要在于用PLC控制可以實現(xiàn)噴泉不同的噴水方式以及使得噴泉更富有人性化。此程序的設計，雖然是模擬噴泉的噴水方式，但我還是學到了好多實際有用的東西。這個課程設計與實際生活聯(lián)系緊密，最精髓的就是用程序實現(xiàn)噴泉不同的噴水以及各噴水方式之間的轉換及其程序的運行、停止。在每一種方式中，各種噴水的方式又