PLC控制的花樣噴泉系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上摘 要本設(shè)計(jì)基于西門(mén)子 S7-200 PLC編程，設(shè)計(jì)了花樣噴泉系統(tǒng)?；訃娙刂葡到y(tǒng)的主要任務(wù)就是改變噴泉的噴水樣式，以達(dá)到有規(guī)律的改變噴泉噴水樣式的目的。按下啟動(dòng)按鈕，噴泉裝置開(kāi)始工作，按下停止按鈕，噴泉控制裝置停止工作。噴泉工作方式由花樣選擇開(kāi)關(guān)和單步連續(xù)開(kāi)關(guān)決定。當(dāng)單步連續(xù)開(kāi)關(guān)選擇單步時(shí)，噴泉只能按照花樣選擇開(kāi)關(guān)設(shè)定的方式，運(yùn)行一個(gè)循環(huán)；當(dāng)單步連續(xù)開(kāi)關(guān)選擇連續(xù)時(shí)，噴泉按照花樣選擇開(kāi)關(guān)設(shè)定的方式，運(yùn)行多個(gè)循環(huán)，直至按下停止按鈕。花樣循環(huán)方式選擇開(kāi)關(guān)用于選擇噴泉的噴水花樣，本文設(shè)計(jì)四種噴水花樣循環(huán)。PLC控制系統(tǒng)體積小、功能強(qiáng)、可靠性高,且具有較大的靈活性和可擴(kuò)展

2、性的特點(diǎn)。用 PLC花樣噴泉控制系統(tǒng)，不但實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)轉(zhuǎn)換花樣噴泉的噴水樣式，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性，而且，美化了我們的生活環(huán)境，使我們的生活環(huán)境更加安逸、舒適。因此PLC控制系統(tǒng)具有一定的工程應(yīng)用和推廣價(jià)值。關(guān)鍵詞：噴泉，PLC控制，花樣噴泉系統(tǒng) ABSTRACTThis design is based on Siemens S7-200 PLC programming, design patterns fountain system. Figure fountain control system's main task is to change the fountain of w

3、ater style, to achieve a change in the purpose of the fountain water style. Press the Start button, fountain device started working, press the stop button, fountain control device to stop working. Fountain works by pattern selection switch and single-step/continuous switching decision. When step/con

4、tinuous switch selection step, select only in accordance with figure fountain switch is set in a way, running a loop; when step/continuous switching select continuous time, fountain in accordance with the pattern selection switch is set in a way, running several cycles, until you press the stop butt

5、on. Figure cycle way selector switch is used to select a fountain of water spray pattern, this article design four spray pattern. The PLC control system volume is small, versatile, high reliability, and with greater flexibility and scalability features. The PLC figure fountain control system, not on

6、ly for automated conversion figure fountain water style, improves system reliability and security, and beautified our living environment, make our life more easy, comfortable environment. Thus plc control system has certain engineering application and extension value.Key words: fountain, PLC control

7、, pattern fountain system 目錄專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)引言花樣噴泉控制系統(tǒng)的主要任務(wù)就是改變噴泉的噴水樣式，以達(dá)到有規(guī)律的改變噴泉噴水樣式的目的。整個(gè)花樣噴泉控制系統(tǒng)是噴泉安全可靠運(yùn)行十分重要的支持系統(tǒng)?；诨訃娙刂葡到y(tǒng)在整個(gè)噴泉中的重要性，且廣場(chǎng)、車(chē)站、公園等各種公共和休閑娛樂(lè)場(chǎng)所的環(huán)境要求，利用現(xiàn)代成熟技術(shù)PLC進(jìn)行控制。本系統(tǒng)有程序控制、手動(dòng)選擇噴水花樣循環(huán)方式、手動(dòng)選擇單步連續(xù)循環(huán)三種控制方式。在噴泉正常運(yùn)行的情況下，程序控制為系統(tǒng)的主要控制方式，在此方式下，噴泉按照控制程序進(jìn)行噴水樣式的改變和循環(huán)。手動(dòng)選擇噴水花樣循環(huán)方式是對(duì)噴水花樣循環(huán)方式的控制。手動(dòng)選擇單步

8、連續(xù)循環(huán)控制方式是對(duì)循環(huán)一次或連續(xù)循環(huán)的控制。第1章 噴泉的設(shè)計(jì)要求1.1噴泉的建設(shè)要求1.1.1 噴泉規(guī)模的設(shè)計(jì)該噴泉占地面積俯視圖為正方形，其面積S=100平方米；噴射范圍俯視圖為圓形，其半徑R=4.5m。1.1.2噴泉水柱的分布噴泉概況平面圖如1-1：圖1-1噴泉概況平面圖圖1-1中，噴泉由5種不同的水柱組成。其中1表示大水柱所在的位置，其水柱較大，噴射高度較高；2表示中水柱所在的位置，由六支中水柱均勻分布在2的圓（r=2m）的軌跡上，水量比大水柱的水量小，其噴射高度比大水柱低；3表示小水柱，它由150支小水柱均勻分布在3（r=3m）的圓的軌跡上，其水柱較細(xì)，其噴射高度比中水柱略矮；4和

9、5為花朵式和旋轉(zhuǎn)式噴泉，各由19支噴頭組成，均勻分布在4和5的圓（r=4m）的軌跡上，其水量壓力均較弱。1.1.3回水池的設(shè)計(jì)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?；厮氐纳疃葹?m。該回水池由1個(gè)半徑為100cm的圓水池和3個(gè)有效寬度為50cm的圓環(huán)水池組成，且個(gè)水池之間相通，連接池寬度為50cm，3個(gè)圓環(huán)水池的半徑分別為2m、3m、4m。如圖1-2所示：圖1-2回水池的設(shè)計(jì)回水池上方由金屬欄嵌入式覆蓋。1.1.4噴泉內(nèi)徑的設(shè)計(jì)大水柱噴頭的內(nèi)徑d=50mm，中水柱噴頭的內(nèi)徑d=30mm，小水柱噴頭的內(nèi)徑d=20mm，花朵噴泉和旋轉(zhuǎn)噴泉的內(nèi)徑d=30mm。1.1

10、.5噴泉水柱高度的設(shè)計(jì)大水柱高度h=5m，中水柱高度h=3m，小水柱高度h=2m，花朵噴泉和旋轉(zhuǎn)噴泉的噴水高度h=1m。1.2噴泉程序的控制要求1.2.1程序要求采用S7-200PLC編程控制花樣噴泉的運(yùn)行。1.2.1運(yùn)行要求1、按下啟動(dòng)按鈕，噴泉進(jìn)入運(yùn)行等待狀態(tài)。2、按下噴泉的單步連續(xù)運(yùn)行方式按鈕，該噴泉默認(rèn)為連續(xù)運(yùn)行方式。3、按下噴泉噴水花樣的循環(huán)方式按鈕，噴泉開(kāi)始運(yùn)行，每隔6s改變一次花樣。在連續(xù)運(yùn)行方式下，噴水花樣將一直循環(huán)下去，在單步運(yùn)行方式下，噴水花樣只運(yùn)行一個(gè)循環(huán)。按下其他任意一個(gè)循環(huán)方式按鈕，噴泉噴水花樣的循環(huán)方式立刻改變。4、按下停止按鈕，噴泉停止運(yùn)行。第2章 噴泉的施工設(shè)計(jì)

11、2.1噴泉的基礎(chǔ)建設(shè)2.1.1施工面積規(guī)劃出邊長(zhǎng)為5m的正方形區(qū)域，施工面積S=100平方米。噴射范圍俯視圖為圓形，其半徑R=4.5m。2.1.2回水池的建設(shè)以施工區(qū)域中心為圓心，進(jìn)行對(duì)回水池的建設(shè)。回水池俯視圖如圖所示：圖2-1回水池俯視圖該回水池由1個(gè)半徑為100cm的圓水池和3個(gè)有效寬度為50cm的圓環(huán)水池組成，且個(gè)水池之間相通，連接池寬度為50cm，3個(gè)圓環(huán)水池的半徑分別為2m、3m、4m?；厮氐纳疃葹?m。該噴泉的回水量為2kg-47kg?；厮厣戏接山饘贆谇度胧礁采w。2.1.3噴泉噴頭的安裝采用鄭州潤(rùn)波噴泉噴灌除塵有限公司的萬(wàn)向直流噴泉噴頭。根據(jù)噴頭內(nèi)徑的要求(水柱噴頭的內(nèi)徑d=

12、50mm，中水柱噴頭的內(nèi)徑d=30mm，小水柱噴頭的內(nèi)徑d=20mm，花朵噴泉和旋轉(zhuǎn)噴泉的內(nèi)徑d=30mm。)進(jìn)行定制購(gòu)買(mǎi)。安裝平面圖如下：圖2-2安裝平面圖圖2-2中，噴泉由5種不同的水柱組成。其中1表示大水柱所在的位置，其水柱較大，噴射高度為5m；2表示中水柱所在的位置，由六支中水柱均勻分布在2的圓（r=2m）的軌跡上，水量比大水柱的水量小，其噴射高度為3m；3表示小水柱，它由150支小水柱均勻分布在3（r=3m）的圓的軌跡上，其水柱較細(xì)，其噴射高度為2m；4和5為花朵式和旋轉(zhuǎn)式噴泉，各由19支噴頭組成，均勻分布在4和5的圓（r=4m）的軌跡上，其水量壓力均較弱，噴射高度為1m。在安裝時(shí)，

13、所有噴泉噴頭的上沿距地平面10cm。2.2噴泉潛水泵的選擇2.2.1噴泉功率的計(jì)算噴泉功率的計(jì)算公式由動(dòng)能轉(zhuǎn)換成重力勢(shì)能而得出： P=np其中g(shù)為重力加速度，h為噴射高度，v為噴頭處水的瞬時(shí)速度，p為潛水泵的輸出功率，s為噴泉噴頭的橫截面積，n為噴頭數(shù)量，P為總功率。大水柱噴頭所需功率為：100w，中水柱噴頭所需功率為：100w，小水柱噴頭所需功率為：600w，花朵噴泉和旋轉(zhuǎn)噴泉噴頭所需功率為：60w。2.2.2噴泉潛水泵的選擇QSP型園林噴泉用潛水電泵是由充水式潛水電機(jī)與離心式水泵同軸聯(lián)接組成。符合JB/T8092-1996標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，產(chǎn)品取得全國(guó)生產(chǎn)許可證。是我廠傳統(tǒng)產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)三十多年來(lái)不斷

14、的改進(jìn)和完善，其結(jié)構(gòu)合理、外形美觀，十分可靠，適應(yīng)頻繁啟動(dòng)及變頻運(yùn)行要求，且安裝方便，對(duì)水源無(wú)污染符合綠色環(huán)保要求，成為廣大用戶(hù)喜愛(ài)的產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉、工礦排水、水景噴泉、水產(chǎn)養(yǎng)殖，魚(yú)塘增氧、防洪排澇等領(lǐng)域。具有以下特點(diǎn)：泵電一體，結(jié)構(gòu)緊湊；無(wú)需引水、使用簡(jiǎn)便；雙端密封、電器保護(hù)；設(shè)計(jì)合理、性能優(yōu)良。使用條件：電泵出水口流量不得大于額定值（在規(guī)定揚(yáng)程范圍內(nèi)使用）；潛水深度不超過(guò)5米；水溫不超過(guò)+40；PH值應(yīng)在5-9之間。表2-1噴泉潛水泵的選擇型號(hào)額定流量(m3/h)額定揚(yáng)程(m)額定功率(kW)額定轉(zhuǎn)速(r/min)額定電流(A)額定電壓(V)大水柱QSP15-5-0.51570.

15、528605.7380中水柱QSP26-3-0.52650.528605.7380小水柱QSP160-2-11604128607.5380花朵噴泉、旋轉(zhuǎn)噴泉QSP25-1-0.52530.528605.73802.2.3噴泉潛水泵接線圖圖2-3噴泉潛水泵接線圖第3章 PLC控制設(shè)計(jì)3.1 PLC的型號(hào)S7-200PLC3.2 PLC控制花樣噴泉運(yùn)行要求1、按下啟動(dòng)按鈕，噴泉進(jìn)入運(yùn)行等待狀態(tài)。2、按下噴泉的單步連續(xù)運(yùn)行方式按鈕，該噴泉默認(rèn)為連續(xù)運(yùn)行方式。3、按下噴泉噴水花樣的循環(huán)方式按鈕，噴泉開(kāi)始運(yùn)行，每隔6s改變一次花樣。在連續(xù)運(yùn)行方式下，噴水花樣將一直循環(huán)下去，在單步運(yùn)行方式下，噴水花樣只運(yùn)

16、行一個(gè)循環(huán)。按下其他任意一個(gè)循環(huán)方式按鈕，噴泉噴水花樣的循環(huán)方式立刻改變。4、按下停止按鈕，噴泉停止運(yùn)行。3.3噴泉的運(yùn)行流程圖圖3-1噴泉的運(yùn)行流程圖3.4噴泉的運(yùn)行過(guò)程按下噴泉控制系統(tǒng)的啟動(dòng)按鈕，首先大水柱從地而起，直射天空；6s后，大水柱消失，緊接著六支中水柱競(jìng)相射向天空；最后所有水柱噴泉一齊迸發(fā)。整個(gè)過(guò)程分為8段，每段6s，且自動(dòng)轉(zhuǎn)換，全過(guò)程為48s。當(dāng)單步連續(xù)開(kāi)關(guān)置于連續(xù)，花樣選擇開(kāi)關(guān)置于1時(shí)，其噴泉水柱的動(dòng)作順序如下：12（1+3+4）（2+5）（1+2）（2+3+4）（2+4）（1+2+3+4+5）1，周而復(fù)始，直到按下停止按鈕，水柱噴泉才停止工作；當(dāng)單步連續(xù)開(kāi)關(guān)置于單步時(shí)，噴泉

17、水柱的動(dòng)作只運(yùn)行一個(gè)循環(huán)?；舆x擇開(kāi)關(guān)置于2時(shí)，其噴泉水柱的動(dòng)作順序如下：12（2+4）（2+5）（1+2）（2+3+4）（1+3+4）（1+2+3+4+5）1?；舆x擇開(kāi)關(guān)置于3時(shí)，其噴泉水柱的動(dòng)作順序如下：12（1+3+4）（1+2）（2+5）（2+3+4）（2+4）（1+2+3+4+5）1?；舆x擇開(kāi)關(guān)置于4時(shí)，其噴泉水柱的動(dòng)作順序如下：12（1+3+4）（2+5）（1+2）（2+4）（2+3+4）（1+2+3+4+5）1。3.5噴泉控制原理噴泉控制系統(tǒng)由啟動(dòng)控制程序、位移脈沖控制程序、位移及復(fù)位控制程序、驅(qū)動(dòng)控制程序組成。通過(guò)位移脈沖控制程序?qū)崿F(xiàn)子元件中的內(nèi)容在存儲(chǔ)器間的移動(dòng)，通過(guò)復(fù)位

18、控制程序?qū)崿F(xiàn)噴泉花樣的循環(huán)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制程序?qū)崿F(xiàn)噴泉的噴射。3.6花樣噴泉PLC控制接線圖圖3-2花樣噴泉PLC控制接線圖3.7花樣噴泉PLC控制輸入輸出點(diǎn)分配表3-1花樣噴泉PLC控制輸入輸出點(diǎn)分配輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱(chēng)代號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)名稱(chēng)代號(hào)輸出點(diǎn)編號(hào)啟動(dòng)按鈕SB1I0.0大水柱接觸器KM1Q0.0停止按鈕SB2I0.1中水柱接觸器KM2Q0.1連續(xù)按鈕SB3I0.2小水柱接觸器KM3Q0.2單步按鈕SB4I0.3花朵式噴泉接觸器KM4Q0.3花樣1按鈕SB5I0.4旋轉(zhuǎn)式噴泉接觸器KM5Q0.4花樣2按鈕SB6I0.5-花樣3按鈕SB7I0.6-花樣4按鈕SB8I0.7-3.8花樣噴泉PLC

19、控制梯形圖圖3-3花樣噴泉PLC控制梯形圖圖3-3中，第1邏輯行為啟動(dòng)控制程序；第2、3、4邏輯行組成6s移位脈沖控制程序；第5邏輯行為單步連續(xù)控制程序；第6、7、8、9邏輯行組成花樣選擇控制程序；第10、11、12、13邏輯行組成移位及復(fù)位控制程序；第14、15、16、17、18邏輯行組成驅(qū)動(dòng)控制程序。接通PLC電源，第10邏輯行中位存儲(chǔ)器M10.0接通，其在第14邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為噴泉的啟動(dòng)做好了準(zhǔn)備。當(dāng)按下噴泉控制器的啟動(dòng)按鈕SB1后，第1邏輯行中輸入繼電器I0.0的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，位存儲(chǔ)器M0.0接通并自鎖。本程序默認(rèn)為連續(xù)循環(huán)噴泉樣式的控制程序，按鈕SB2為連續(xù)按鈕，在第5邏輯

20、行中輸入繼電器I0.2為常閉觸點(diǎn)，按鈕SB3為單步按鈕，第5邏輯行中輸入繼電器I0.3為常開(kāi)觸點(diǎn)，當(dāng)按下此按鈕，繼電器I0.3觸點(diǎn)閉合，位存儲(chǔ)器M0.2接通并自鎖，其在第1邏輯行中的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，噴泉樣式進(jìn)入一次運(yùn)行狀態(tài)。選擇默認(rèn)狀態(tài)，按下SB4，第6行中輸入繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，位存儲(chǔ)器M0.4接通并自鎖，其在第2、14、15、16、17、18邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，進(jìn)入第一種噴泉樣式，輸出繼電器Q0.0被接通，大水柱控制接觸器KM1通電閉合，大水柱“1” 射向天空。同時(shí)在第2邏輯行中的M0.0、M0.4的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，定時(shí)器T37被接通開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)3s后，T37動(dòng)作，第3邏輯行的常開(kāi)觸點(diǎn)閉

21、合，定時(shí)器T38被接通并開(kāi)始計(jì)時(shí)，又經(jīng)過(guò)3s后，T38動(dòng)作，第4邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合一個(gè)掃描周期使得位存儲(chǔ)器M0.1閉合一個(gè)掃描周期。M0.1在第11邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合一個(gè)掃描周期，將字元件MW10中的內(nèi)容向左移1位，即將M10.0中的“1”的內(nèi)容移至位存儲(chǔ)器M10.1中，M10.1閉合。由于M10.1接通，其在第14邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Q0.1被接通，中水柱控制接觸器KM2通電閉合，中水柱噴出。又經(jīng)過(guò)6s后，M0.1在第6邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合一個(gè)掃描周期，將字元件MW10中的內(nèi)容向左移一位，即將M10.1中“1”的內(nèi)容移至位存儲(chǔ)器M10.2中，M10.2閉合其在第14、

22、16邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Q0.0、Q0.2被接通，噴出大水柱、小水珠。經(jīng)過(guò)第7個(gè)6s后，“1”被移至位存儲(chǔ)器M10.7中，M10.7第14、15、16、17、18邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合；所有輸出繼電器全部閉合，所有噴泉一起噴發(fā)。又經(jīng)過(guò)6s后，“1”被移至位存儲(chǔ)器M11.0中，M11.0在第12邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使字元件MW10中M10.0-M11.0的各位復(fù)位為“0”，第10邏輯行中的M10.7復(fù)位，M10.0接通，M10.0在第14邏輯行中的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合；Q0.0被接通，大水柱噴發(fā)。如此不斷循環(huán)，直到按下SB2。第4章 程序調(diào)試調(diào)試步驟如圖所示：（1） 按下啟動(dòng)按鈕，噴泉進(jìn)入待命狀態(tài)，如圖4-1所示。圖4-1程序調(diào)試圖（2）選擇單步運(yùn)行，如圖4-2所示。圖4-2程序調(diào)試圖（3）按下第一種運(yùn)行方式，噴泉開(kāi)始運(yùn)行，如圖4-3所示。圖4-3程序調(diào)試圖當(dāng)噴泉第八種噴射花樣結(jié)束后，噴泉進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)。在此調(diào)試過(guò)程中，主要觀察噴射花樣的運(yùn)行是否符合程序的設(shè)定。其余三種循環(huán)方式，也是在噴泉處于單步運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行調(diào)試。噴泉的四種循環(huán)方式選擇開(kāi)關(guān)，可在噴泉處于單步運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行調(diào)試。噴泉運(yùn)行狀態(tài)下，按下噴泉循環(huán)方式選擇按鈕，完成四種方式間的切換調(diào)試。以上調(diào)試完成后，噴