花式噴水池控制系統(tǒng)

1、鄭 州 航 空 工 業(yè) 管 理 學(xué) 院電氣控制與PLC課程設(shè)計課題：花式噴水池電氣控制系統(tǒng)（三） 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 姓 名 X X X 班 級 1206071 學(xué) 號 1206071 指導(dǎo)老師 孫標(biāo) 2015 年 1 月 4 日摘要： 隨著社會的不斷發(fā)展和人們的生活需要，PLC的應(yīng)用已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，對人們的生產(chǎn)生活起到了不可取代的巨大作用，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月異更新。了解并應(yīng)用PLC知識是一項可用性極強并意義深遠(yuǎn)的事，本系統(tǒng)是利用可編程控制器(PLC),以PLC為主控制器，結(jié)合氣動裝置、傳感技術(shù)、位置控制等技術(shù)，從而實現(xiàn)對花式噴水池全程控制。系統(tǒng)具有自動化程度高、

2、運行穩(wěn)定、精度高、易控制的特點，廣泛應(yīng)用于生活的各個場所。隨著微處理器、計算機和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機控制已擴展到了幾乎所有的領(lǐng)域。本文討論的花式噴水池控制系統(tǒng)，完成了花式噴水池系統(tǒng)的所有基本工作。人員的使用上也僅局限于在計算機上對整個控制系統(tǒng)進行控制和針對不同要求修改系統(tǒng)控制流程，基本做到自動化控制。本論文闡述了利用三菱生產(chǎn)的一種FX2N-48MR系列的模塊結(jié)合氣動、傳感器、變頻器和位置控制等技術(shù)，并運用梯形圖編程，實現(xiàn)對花式噴水池系統(tǒng)的高效管理。為了滿足人們多樣化、日益增長的生活需要，諸如PLC此類的高端技術(shù)也慢慢的融入到了人們的生活中，并且得到廣泛的推廣和應(yīng)用。從而滿足人們不斷增

3、長的各種需要。關(guān)鍵詞：可編程控制器、自動化控制、花式噴水池控制系統(tǒng)、三菱FX2N-48MR1、 設(shè)計要求：1. 設(shè)計要求：（1）噴水管道由一臺水泵供水，電機為鼠籠式三相交流異步電動機。不需要反 轉(zhuǎn)和制動（2）水泵電機采用Y-降壓啟動。（3）每個噴水管對應(yīng)1個電磁閥，電磁閥采用AC220V供電。因此總共需要控 制4個電磁閥。（4）電磁閥的符號記為“YV”，4個噴水管對應(yīng)的電磁閥分別為：1YV1；2YV2；3YV3；4YV4。（5）水池控制電源開關(guān)接通后，按下啟動按鈕，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（6）“單步/連續(xù)”開關(guān)在單步位置時

4、，噴水池只運行一個循環(huán)；在連續(xù)位置時，噴水池反復(fù)循環(huán)運行。（7） 方式選擇開關(guān)用以選擇噴水池的噴水花樣，共4種模式。針對第3種噴水模式，設(shè)計基于繼電接觸器電路的電氣控制系統(tǒng)，完成模式3的噴水功能2噴水模式： （1）選擇開關(guān)在位置“1”按下啟動按鈕后，4號噴水，延時2s，3號噴水，再延時1.5s，2號噴水，再延時2s，1號噴水，持續(xù)2s后全部停止，延時1s，接著一起噴水15s，自此完成一個循環(huán)。（2）選擇開關(guān)在位置“2”按下啟動按鈕后，1號噴水，延時2s，2號噴水，再延時2s，3號噴水，再延時2s，4號噴水，持續(xù)2s，然后全部停止0.5s，接著一起噴水30s為一個循環(huán)。（3）選擇開關(guān)在位置“3”

5、按下啟動按鈕后，1、3號同時噴水，延時3s后，2、4號同時噴水，1、3號停止噴水；交替運行5次后，14號同時噴水20s為一個循環(huán)。（4）選擇開關(guān)在位置“4”按下啟動按鈕后，噴水池14號水管的工作順序為：1234按順序延時2s噴水，然后一起噴水10s后，按11+222+333+444+1號水管以1s間隔順序噴水，小循環(huán)3次后，一起噴水2s，再停止1s，由4321反序分別延時2s噴水，然后再一起噴水10s為一個大循環(huán)。二、工作原理： 花式噴水池工作原理是，由控制系統(tǒng)來控制水柱，達(dá)到花樣噴水的效果，水柱是由水泵來控制，而水泵是由三相鼠籠異步電動機帶動的，考慮到負(fù)載較小，線路簡單，且節(jié)能的特點，所以可

6、以采用星-三角降壓啟動的方式，本項目中主要是通過時間繼電器來實現(xiàn)花樣控制的。當(dāng)選擇了花樣模式之后，按下啟動按鈕電機開始啟動，啟動完畢后瞬間1、3號電磁閥接通，此時定時器也開始計時，1、3號噴頭開始噴水，定時到了之后1號和三號電磁閥斷開2號和4號電磁閥開啟，同時定時器也開始定時，2號和4號噴頭開始噴水，定時到了之后斷開，若開始時選擇了單步，則4個電磁閥全部開啟，同時定時器也打開，4個噴頭一起噴水，定時結(jié)束，噴水停止，電路斷開。若開始時選擇的是連續(xù)，則開始循環(huán)噴水，一定時間后一起噴水，然后斷開電路，無論在那種模式中只要按下停止按鈕噴水就停止。三、元器件清單：名稱數(shù)量三線交流鼠籠異步電動機1個熔斷器

7、2個熱繼電器1個電磁閥4個按鈕3個接觸器14個定時器9個4、 電氣原理圖：主電路：控制電路：說明：按下啟動按鈕SB2,KM1線圈接通，主觸頭接通，電機M接入點源，KM1常開觸點閉合形成自鎖。接觸器KM3線圈得電，其常開主觸點閉合，Y形啟動，輔助觸點斷開，保證了接觸器KM2不得電。時間繼電器KT1線圈得電經(jīng)過一段時間延時后，常閉觸點斷開，切斷KM3線圈電源。KM3主觸點斷開，輔助常閉觸點閉合，KT1常開觸點閉合，接觸器KM2線圈得電，KM2輔助常開觸點閉合，同時KM4線圈得電，主觸點閉合，噴頭1開始噴水，同時KM4輔助常開觸點閉合，常閉觸點斷開保證了KM5不得電，KT4接通開始計時。同理噴頭3開

8、始噴水。3秒后KT4和KT6延時常閉按鈕斷開，常閉按鈕閉合，噴水停止，同時噴頭2和噴頭4接通開始噴水，計時器接通，延時3秒后KM5 KM7延時常閉按鈕斷開，同時KM7常開輔助按鈕閉合，停止噴水。若開始時選擇的是連續(xù)，則復(fù)合按鈕SB3常開觸點閉合，常閉按鈕斷開，此時的延時常開按鈕KM2延時6秒已到，則KM2延時常開按鈕閉合線圈KM8接通自鎖，其常開輔助觸點閉合開始循環(huán)，此時定時器KT10接通延時24秒后，KT8 KT9延時短開，KT10接通，4個噴頭一起噴水20秒后斷開K11，噴水結(jié)束。同理，若開始時選擇的是單步，則SB3復(fù)合按鈕不動作，2號和4號噴完水后KT7接通4個噴頭一起噴水20秒完成后K

9、T11斷開，噴水結(jié)束。相關(guān)器件說明：YV1、YV2、YV3、YV4為電磁閥他們起到控制水噴出和不噴出的開關(guān)作用他們分別對應(yīng)外環(huán)形狀噴水管、中環(huán)形狀噴水管、內(nèi)環(huán)形狀噴水管、中間噴水管。 設(shè)計思路：首先題目要求三相鼠籠異步電機采用Y-降壓啟動的方式啟動，這里是以時間為原則進行控制的，電路接通時KM3閉合電機三角啟動，一段時間后斷掉KM3接通KM2電機切換為星形啟動。要求電機啟動后1號和3號噴頭噴水，則在KM2接通瞬間1號和3號噴頭啟動噴水，同時時間繼電器接通計時。到了一定時間后切斷1號和3號噴頭，同時接通2號和4號噴頭，使其噴水。最后四個噴頭一起噴水20秒，由于題目要求要具有單步、連續(xù)功能，本題中

10、沒有采用計數(shù)器，仍然采用時間原則控制，前面1號3號、2號和4號共噴水6秒。所以在這里可以設(shè)置KM2的延時常開觸點，使其延時6秒后接通，然后在此電路中接入一個SB3的復(fù)合按鈕。當(dāng)要求單步時，此復(fù)合按鈕不動作，即常開仍保持常開，常閉仍保持常閉，在前面的2號和4號噴水后一起噴水的20秒被觸發(fā)噴水。當(dāng)要求連續(xù)時，SB3的常開閉合，常閉斷開。此回路中接通延時斷開常閉按鈕，同時給定時器設(shè)定24秒，時間到了之后，循環(huán)停止，一起噴水的20秒被接通，一起噴水20秒結(jié)束。（2） 設(shè)計要求： 根據(jù)“花式噴水池系統(tǒng)總述”，給出基于PLC的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計方案，該方案應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)所有4種噴水模式功能，并具有“連續(xù)/單步”轉(zhuǎn)

11、換功能。具體要求：1給出基于PLC的電氣原理圖，標(biāo)明PLC型號2給出I/O表3. 給出梯形圖，梯形圖應(yīng)附有必要的說明文字（1）原理圖：（2）I/O表：Y004控制1號電磁閥-YV1Y005控制2號電磁閥-YV2Y006控制3號電磁閥-YV3Y007控制4號電磁閥-YV4X000接單步/連續(xù)為0，默認(rèn)為連續(xù)X001接1號模式X002接2號模式X003接3號模式X004接4號模式（3）模式1運行原理：X001通電時y007接通4號噴頭開始噴水,并形成自鎖,同時定時器T0開始定時,2S后觸點動作Y006接通3號噴水,形成自鎖，定時器T1開始定時，1.5s后 Y005接通2號噴水同時T2定時，2s后Y

12、004接通噴水,定時器T3開始定時，2s后T3動作,常閉觸點斷開,4個噴水全部停止,同時常開觸點閉合，隨后用輔助繼電器保持1s停止?fàn)顟B(tài)。之后t4控制全部閥門噴水，同時T5定時器開始定時15s,定時到了之后，如果沒有選擇“單步”按鈕，則T5常開觸點閉合，通過X000的觸發(fā)，程序?qū)⑦M行循環(huán)。模式2運行原理：X002接通時,Y004通電1號噴頭開始噴水同時T6定時器接通定時，2s后Y005接通,T7開始定時,2s后Y006接通3號噴水,T8定時2s后Y007接通4號噴水,2s后T9動作,斷開所有噴頭，輔助繼電器M1保持0.5s后T10動作,其常開觸點閉合,隨后Y004、Y005、Y006、Y007開

13、始接通,四個電磁閥開始一起噴水,同時Y004觸發(fā)定時器T11開始定時，30s后所有噴水?dāng)嚅_,若此時沒有選擇“單步”則定時器T11常開輔助觸點動作將繼續(xù)使Y003接通，程序開始循環(huán)。模式3運行原理：X003接通時,Y004和Y006接通1號和3號噴頭開始噴水,同時定時器T12開始定時,3s后斷開1號和3號電磁閥，同時T12常開輔助觸點閉合接通2號和4號電池閥,3s后斷開2和4同時接通輔助繼電器M2使得1號3號噴水,T13觸發(fā)計數(shù)器C0開始計數(shù),在5個周期之后定時器T14觸點動作，停止循環(huán)，然后4個噴頭同時噴水20s后全部斷開,若此時沒有選擇“單步”則T14輔助常開觸點閉合,Y004接通開始循環(huán),

14、此時計數(shù)器已經(jīng)清零.X000控制單步,循環(huán),其中多線圈輸出互不影響。模式4運行原理：當(dāng)步進狀態(tài)指令S0接通時Y004接通噴頭1開始噴水同時計時器接通開始計時，2S后斷開，然后Y005接通2號噴頭噴水，4個噴頭依次噴水間隔兩秒，噴水完成后轉(zhuǎn)到S1，4個噴頭一起噴水10S，與此同時，定時器T19的常開輔助觸點閉合1號噴頭開始噴水，然后1號和2號一起噴水，噴頭按11+222+333+444+1的方式進行噴水，每次噴水間隔1秒。噴水完成后取指令T26通過M3觸發(fā)S3進行循環(huán)，此時計數(shù)器C0開始計數(shù)，3次之后停止循環(huán)，然后一起噴水2S,然后S4通過M3停止1秒，時間到了之后通過T28觸發(fā)S5使4個噴頭依次接通噴水，間隔2秒。然后定時器T33常開輔助觸點閉合4個噴頭一起噴水，同時計時器開始計時，10S之后T33斷開，噴水停止。設(shè)計總結(jié)在我們的生活和學(xué)習(xí)中，我們隨處可以看見關(guān)于PLC的東西，與我們的生活息息相關(guān)，我們看到的路燈控制，噴水池的控制，電梯的控制等等，都讓我們感覺到它的方便性和實用性。本次設(shè)計,通過對花樣噴水池控制系統(tǒng)的控制,讓我對PLC梯形圖、指令表、外部接線圖有了更好的了解，讓我有機會真正的把專業(yè)知識應(yīng)用到實踐中,鍛煉了動手能力,在設(shè)計中,遇到了不少問題,錯了很多次，修改了很多次，