花樣噴泉PLC課程設(shè)計

1、燕山大學課 程 設(shè) 計 說 明 書題目： 花樣噴泉控制設(shè)計 學院（系）： 電氣工程學院 年級專業(yè)： 10級自動化儀表學 號： 100103020002 學生姓名： 王思琪 指導教師： 韓立強 教師職稱： 副教授 燕山大學課程設(shè)計（論文）任務(wù)書院（系）：電氣工程學院 基層教學單位：自動化儀表 學 號100103020002學生姓名王思琪專業(yè)（班級）儀表一班設(shè)計題目花樣噴泉控制設(shè)計設(shè)計技術(shù)參數(shù)設(shè)計內(nèi)容及參數(shù)詳見設(shè)計題目內(nèi)容頁。設(shè)計要求設(shè)計說明書包括：1、 設(shè)計題目內(nèi)容2、 設(shè)計過程和有關(guān)說明3、 繪制電氣原理圖：包括主電路、控制電路、plc硬件電路、i/o接口表4、 plc控制程序（梯形圖和指令表

2、）5、 調(diào)試結(jié)果6、 參考資料7、 心得體會工作量 一周工作計劃 第一二天完成梯形圖的設(shè)計； 第三天進行時序圖的總體調(diào)試； 第四天完成任務(wù)報告； 第五天答辯參考資料plc電氣控制技術(shù)，漆漢宏 主編，機械工業(yè)出版社，2006年fx系列plc編程及應用，寥常初 主編，機械工業(yè)出版社，2004年 其他資料指導教師簽字韓立強基層教學單位主任簽字謝平說明：此表一式四份，學生、指導教師、基層教學單位、系部各一份。2013年 7 月 2 日 目 錄第一章 設(shè)計題目內(nèi)容41.1設(shè)計背景42.2控制要求說明4第二章 設(shè)計過程和有關(guān)說明6第三章 電氣原理圖的繪制83.1i/o設(shè)備分配表83.2 主電路圖93.3p

3、lc控制電路圖10第四章 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與梯形圖11第五章 步進梯形圖調(diào)試結(jié)果125.1花樣1測試結(jié)果125.2 花樣2測試結(jié)果125.3 花樣3測試結(jié)果125.4 花樣4測試結(jié)果12第六章 設(shè)計心得與體會13參考資料14附錄 步進梯形圖與指令表14 第一章 設(shè)計題目內(nèi)容1.1設(shè)計背景 在游人和居民經(jīng)常光顧的場所，如公園、廣場、旅游景點及一些知名建筑前，經(jīng)常會修建一些噴泉供人們休閑、觀賞。這些噴泉按一定的規(guī)律改變噴水式樣，如果再與五顏六色的燈光相配合，在和諧優(yōu)雅的音樂中，更使人心曠神怡，流連忘返。某廣場的花式噴泉示意圖如圖所示。在圖5-7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

4、號為外環(huán)形狀噴頭。2.2控制要求說明一、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。二、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。三、當單步/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，運行一個循環(huán)。四、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。1 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。2 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

5、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。3花樣選擇開關(guān)在位置3時，按下啟動按鈕后，1、3號噴頭同時噴水，延時3s后，2、4號噴頭噴水，1、3號停止噴水。如此交替運行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。4花樣選擇開關(guān)在位置4時，按下啟動按鈕后，按照1234的順序，依次間隔2s噴水，然后一起噴水。30s后，按照1234順序，分別延時2s，依次停止噴水。再經(jīng)1s延時，按照4321的順序，依次間隔2s噴水，然后一起噴水。 30s后

6、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。 第二章 設(shè)計過程和有關(guān)說明本次課程設(shè)計的課題是花樣式噴泉，由其控制要求可知：控制過程是一個復雜，連續(xù)。靈巧的過程。在工業(yè)工程中，被選擇為控制的一般是：繼電器，plc，單片機。由于絕大多數(shù)控制繼電器都是長期磨損和疲勞工作條件下進行的，容易損壞。而且繼電器的觸點容易產(chǎn)生電弧，甚至會熔在一起產(chǎn)生誤操作，引起嚴重的后果。單片機是一種集成電路編程復雜，結(jié)構(gòu)復雜等。而plc可靠性高，抗干擾能力強，配套齊全，功能完善，適用性強，系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造，體積小，重量輕，能耗低且易學易用，深受工程技術(shù)人員歡迎，在工

7、業(yè)以及其他領(lǐng)域都得到廣泛的應用。因此，本次花樣噴泉的自動化控制也采用plc控制。該控制系統(tǒng)選用三菱公司fx 系列的plc fx2nc。它體積小,重量輕,使用壽命長,編程和維 護方便,故障率低,通過擴展模塊的連接, 可以增加輸入/ 輸出點數(shù)。從工程實際出發(fā)，在制定控制系統(tǒng)的方案時，我分析了所需的控制按鈕。從而總結(jié)了以下幾點在梯形圖設(shè)計過程中的主要思路1、 需要有個控制開始的總開關(guān)；2、 有四個花樣選擇的控制開關(guān)，并能夠互鎖；3、每個花樣獨立運行，通過輔助繼電器、計數(shù)器、定時器來實現(xiàn)自動功能；4、有控制單步-循環(huán)的開關(guān)，使系統(tǒng)既能自動停止也能開始循環(huán)；5、復位啟動按鈕后，按下停止按鈕可復位所有循環(huán)

8、并停止電機；6、我還自行設(shè)計了暫停保持按鈕，可在任何時候進行電機及流程的暫停保持。于是，做出如下流程圖： 花樣噴泉流程圖 第3章 電氣原理圖的繪制3.1i/o設(shè)備分配表設(shè)置sb1,sb2,sb3,sa1,sa2,sa3,sa3,sa4,其中sb1是作為啟動開關(guān)，sb2為停止開關(guān),sb3為暫停保持開關(guān)，sb4為單步-循環(huán)開關(guān)。執(zhí)行器件為y14四個電磁閥，其分配情況如下表所示：輸入信號輸出信號地址元件功能地址元件功能x0sb1啟動y1km1噴頭1x1sb4單步/循環(huán)y2km2噴頭2x2sb3暫停保持y3km3噴頭3x3sa1開關(guān)位置1y4km4噴頭4x4sa2開關(guān)位置2x5sa3開關(guān)位置3x6sa

9、4開關(guān)位置4x7sb2停止 花樣噴泉i/o分配表3.2 主電路圖 3.3plc控制電路圖課程設(shè)計的要求，采用三菱fx2nc系列，其硬件連接圖如下圖所示： 第四章 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與梯形圖 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖梯形圖與指令表詳見附錄 第五章 步進梯形圖調(diào)試結(jié)果 5.1花樣1測試結(jié)果程序開始調(diào)試后打開開關(guān)x0x3，出現(xiàn)s10s14的波形，若打開x1則能參與循環(huán)，未開則跳轉(zhuǎn)s50結(jié)束。 5.2 花樣2測試結(jié)果打開x0x4，出現(xiàn)s20s24的波形，與花樣相逆，調(diào)試成功 5.3 花樣3測試結(jié)果s30與s31能交替運作并在15s后通過cc0的3次計數(shù)跳轉(zhuǎn)s32，并順利進入s33停止運作或參與循環(huán). 5.4 花樣4測試結(jié)果

10、與前述幾個步驟相符并能產(chǎn)生正確的結(jié)果與循環(huán)，最終調(diào)試成功。 第六章 設(shè)計心得與體會在這次的plc課設(shè)中，我在之前plc實驗設(shè)計的基礎(chǔ)上，又加深了對這門課的理解與印象，使我充分認識到了這門課程的實際意義和現(xiàn)實重要性。通過本次課程設(shè)計，我掌握了電氣控制的原理設(shè)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(shè)計、接線、編程、調(diào)試等工作。雖然遇到了很多困難，但都在韓老師的悉心指導下順利地攻克了難關(guān)，完成了任務(wù)！雖然我這次抽到的課設(shè)題目相對比較簡單，但是在噴泉的循環(huán)問題中依然對我造成了考驗，我對步進梯形圖的理解進一步加深

11、，甚至能理解到更深層次的梯形圖原理。本次課程設(shè)計是自己獨立完成，但是，彼此還是脫離不了集體的力量，遇到問題和同學互相討論交流。多和同學討論。我們在做課程設(shè)計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。同學的幫忙在最后的課設(shè)報告完成中也是必不可少的，此間我學會了使用新的流程圖處理軟件visio等，還學會了用pdf打印機將梯形圖轉(zhuǎn)化至文檔。說明這次課設(shè)不僅是科學知識的一次極大地提升，也使我對電腦軟件有了更加熟練的應用。感謝韓老師給予了這