花式噴水池裝置PLC控制梯形圖的設(shè)計(jì)與調(diào)試

1、花式噴水池是近年來(lái)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(chǎng)所，如公園、廣場(chǎng)、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(guó)的迅速發(fā)展，對(duì)花式噴泉的控制要求也越來(lái)越高，使得越來(lái)越多的控制部分需要可編程控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。本文結(jié)合任務(wù)設(shè)計(jì)書的要求，以 4環(huán)花式噴水池為研究對(duì) 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(duì)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

2、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(jiǎn) 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！第一章系統(tǒng)描述及控制要求系統(tǒng)描述花式噴水池示意圖噴水31=連續(xù)，其他為單一功能開關(guān)。a）花式噴水池噴嘴布局示意圖 控制要求：田水管，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)形狀選擇好關(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)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

3、。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(lái)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(hào)噴水管的工作方式選擇如下：選擇開關(guān)在位置“1”按下啟動(dòng)按鈕后，4號(hào)噴水，延時(shí)2s，3號(hào)噴水，再延時(shí)2s，2號(hào)噴水，再延時(shí)2s, 1號(hào)噴水，接著一起噴水15s為一個(gè)循環(huán)。選擇開關(guān)在位置“2”按下啟動(dòng)按鈕后，1 號(hào)噴水，延時(shí)2s，2 號(hào)噴水，再延時(shí)2s，3號(hào)噴水，再延時(shí)2s, 4號(hào)噴水，接著一起噴水20s為一個(gè)循環(huán)。選擇開關(guān)在位置“3” 一一按下啟動(dòng)按鈕后，1、3號(hào)同

4、時(shí)噴水，延時(shí)3s后，2、4號(hào)同時(shí)噴 水，1、3號(hào)停止噴；交替運(yùn)行5次后，再14號(hào)全部噴水30s為一個(gè)循環(huán)。選擇開關(guān)在位置“ 4” 按下啟動(dòng)按鈕后，噴水池14號(hào)水管的工作順序?yàn)椋?-2-3-4按順序延時(shí)2s噴水，然后一起噴水30s后，1、2、3和4號(hào)水管分別延時(shí)2s 停水，再等待1s,由4-3-2-1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(chǔ)器復(fù)位。PLC 選型本系統(tǒng)采用西門子S7-200系列PLC進(jìn)行控制。從分析可以知道，系統(tǒng)共有開關(guān)量 輸入點(diǎn)7個(gè)，開關(guān)量輸出點(diǎn)4個(gè)。如果選用CPU226PLC,價(jià)格較高，浪費(fèi)較

5、大。參照 西門子S7-200產(chǎn)品目錄及市場(chǎng)實(shí)際價(jià)格，主機(jī)CPU224它體積小，重量輕，使用壽命 長(zhǎng)，編程和維護(hù)方便，故障率低，通過(guò)擴(kuò)展模塊的連接，可以增加輸入/ 輸出點(diǎn)數(shù)。采用PLC控制花式噴水池的優(yōu)點(diǎn)1從控制方式上看：PLC軟接線，只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能2工作方式上看：PLC用行工作，不受約束。3控制速度上看：PLC控制速度快，繼電器瞬間接觸。4定時(shí)、計(jì)數(shù)看：PLC時(shí)鐘精度高，定時(shí)范圍寬；且有計(jì)數(shù)功能。5.可靠、維護(hù)看：PLC無(wú)觸點(diǎn)，壽命長(zhǎng)，且具有自我診斷功能，對(duì)程序執(zhí)行監(jiān)控功能, 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維修方便。第二章控制系統(tǒng)分析控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及分配地址控制系統(tǒng)的輸入/輸出信號(hào)

6、的名稱、代碼及地址如下表 1-1所示:代碼輸入/輸出名稱SB1啟動(dòng)按鈕SB2停止按鈕SB3單步/連續(xù)開關(guān)SB4選擇開關(guān)1SB5選擇開關(guān)2SB6選擇開關(guān)3SB7選擇開關(guān)4KM1外劃、形噴水管1噴水KM2中劃、形噴水管2噴水KM3內(nèi)切、形噴水管3噴水KM4中間噴水管4噴水表1-1輸入輸出信號(hào)的名稱、代碼及地址編號(hào)PLC的外部I/O接線圖控制程序流程圖圖1-2 控制程序流程圖順序功能圖法設(shè)計(jì)順序功能圖法簡(jiǎn)稱SFC,根據(jù)系統(tǒng)的工作過(guò)程中狀態(tài)的變化，將控制過(guò)程劃分為若 干階段即步。在此設(shè)計(jì)編程中，使用的是 SFC編程方法，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)法相比，它只考 慮一個(gè)狀態(tài)，而不用考慮其他的狀態(tài)，使編程更容易。因選擇開

7、關(guān)在位置“3”和“4”時(shí)類同于“1、2”，在這不再贅述，只列舉1、2來(lái)說(shuō)明。選擇開關(guān)在位置“ 1”和“2”的順序功能圖如下示：2ST38T102 2sT39T103 2S2ST40T104 2ST4T-T4TT105 TTO5T圖1-3 選擇開關(guān)在位置“1”和“2”的順序功能圖電氣控制系統(tǒng)電路圖電氣控制系統(tǒng)電路圖包括主電路圖、控制電路圖。主電路圖如圖所示為電氣控制主電路。四臺(tái)控制噴水管的電機(jī)分別為M1、M2、M3、M4。接觸器 KM1、KM2、KM3、KM4 分另控制 M1、M2、M3、M4 運(yùn)行。FR1、FR2、FR&FR4分別為四臺(tái)水泵電機(jī)過(guò)載保護(hù)用的熱繼電器；QS1、QS2、QS

8、& QS4分別為四臺(tái)水泵電機(jī)主電路的隔離開關(guān)；FU 為主電路的熔斷器。如圖1-4所示；控制電路圖如圖所示為電控系統(tǒng)控制電路圖。SB1為啟動(dòng)按鈕；SB2為停止按鈕；SB3、SB4、 SB5 SB6分別為選擇開關(guān)對(duì)應(yīng)的1、2、3、4位置；系統(tǒng)在PLC程序控制下運(yùn)行，控制 線圈 KM1KM4, 得電吸合。如圖1-5 所示；系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)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14 時(shí)的不同噴水花樣。程序如下：ORGANIZATION_BLOCK MAIN:OB1TITLE=PROGRAM COMMENTSBEGINNetwork 1LDANCALL SBR0CALL SBR1CALL SBR2CALL SBR3END_ORGANIZATION_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK SBR_0:SBR0TITLE=SUBROUTINE COMMENTSBEGINNetwork 1 LC操作實(shí)訓(xùn)（三菱）M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.【2】張揚(yáng)等.S7-200PLC原理與應(yīng)用系統(tǒng)