1、成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校成教院成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)（論計(jì)（論 文）文）論文題目：論文題目： 花式噴泉的花式噴泉的 PLCPLC 的控制設(shè)計(jì)的控制設(shè)計(jì) 教教 學(xué)學(xué) 點(diǎn)：點(diǎn)： 重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師： 郭鵬遠(yuǎn)郭鵬遠(yuǎn) 職職 稱：稱： 講師講師 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 馮光輝馮光輝 學(xué)學(xué) 號號: : 1012441402510124414025專專 業(yè)：業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù)機(jī)電一體化技術(shù)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院20122012 年年 3 3 月月 1 1 日日成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） （花

2、式噴泉的 PLC 的控制設(shè)計(jì)）成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目：題目： 花式噴泉的花式噴泉的 PLCPLC 的控制設(shè)計(jì)的控制設(shè)計(jì)任務(wù)與要求：任務(wù)與要求：按照任務(wù)書的要求：完整的規(guī)劃設(shè)計(jì)任務(wù)書；正確的分析選擇水泵、噴頭；寫出輸入、輸出的 I/O 分配圖；設(shè)計(jì)梯形圖控制程序；通過以上的步驟能出色的調(diào)試成功。時間：時間： 2011 年 12 月 15 日 至 2012 年 3 月 15 日 共 12 周教教 學(xué)學(xué) 點(diǎn)：點(diǎn)： 重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 馮光輝馮光輝 學(xué)學(xué) 號：號： 101244140

3、2510124414025專業(yè)：專業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù)機(jī)電一體化技術(shù)指導(dǎo)單位或教研室：指導(dǎo)單位或教研室： 重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 郭鵬遠(yuǎn)郭鵬遠(yuǎn) 職職 稱：稱： 講師講師成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院制成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） （花式噴泉的 PLC 的控制設(shè)計(jì)）畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)( (論文論文) )進(jìn)度計(jì)劃表進(jìn)度計(jì)劃表日日 期期工工 作作 內(nèi)內(nèi) 容容執(zhí)執(zhí) 行行 情情 況況指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師簽簽 字字12 月 15日至12 月 25日選題12 月 26日至1 月 2 日論文提綱寫作1 月 3 日至2 月 15 日初稿寫作2 月 15 日至2 月 2

4、9 日二稿寫作3 月 1 日至3 月 10 日定稿并上交論文的電子文稿3 月 10 日至3 月 15 日做好論文評閱準(zhǔn)備教師對進(jìn)教師對進(jìn)度計(jì)劃實(shí)度計(jì)劃實(shí)施情況總施情況總評評 簽名 年 月 日 本表作評定學(xué)生平時成績的依據(jù)之一。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） （花式噴泉的 PLC 的控制設(shè)計(jì)）摘要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(jié)合的一種產(chǎn)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(shí)現(xiàn)。本文結(jié)合任務(wù)設(shè)計(jì)書的要求，以花式噴泉為設(shè)計(jì)對象，采用了 S7-200 系列 PLC 作為噴泉的控制器。對花式

5、噴泉的控制系統(tǒng)的總體功能進(jìn)行了分析，闡述了可編程控制器的組成和工作原理。提出了噴泉硬件的各組成模塊及詳細(xì)的硬件模塊設(shè)計(jì)方案，并對控制方式進(jìn)行了設(shè)計(jì)和程序的編寫。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)時控制的要求。關(guān)鍵詞：PLC 噴泉 控制系統(tǒng)成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） （花式噴泉的 PLC 的控制設(shè)計(jì)）AbstractFancy fountain in recent years the emergence of a landscape architecture and fancy wanth a product of a combination. With the

6、 progrannable controller in China s rapid development. Fountain control requirements have become more sophisticated,making more and more control over some of the needs programmable logic controller to achive.In this paper,the task design document requirements to fancy fountain as the research object

7、,using S7-200 series PLC sa the fountain controller .Fangcy fountain cintrol systems for the overall funtain of the analysis,described the cimposition and the programmable controller work. Fiuntain made of the constituent hardware modules and the detailed design of hardware modules ,and control the

8、manner and procedures for the preparation of the design.This design omproves the system,control quality,and achieve the truly achieve the real-time control requirements.Keyword: PLC fountain control system 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） （花式噴泉的 PLC 的控制設(shè)計(jì)）目錄第一章 緒 論 .1第一節(jié) 噴泉的發(fā)展 .1一.我國噴泉的發(fā)展 .1二.噴泉的應(yīng)用狀況 .1三.現(xiàn)代噴

9、泉中出現(xiàn)的問題 .2第二節(jié)噴泉的種類 .2第三節(jié)噴泉中的一些新技術(shù) .2第四節(jié)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及安排 .2第二章 方案分析 .4第一節(jié)主控制器控制方案分析 .4第二節(jié)噴泉控制方案分析 .4第三節(jié)噴泉的控制要求 .4圖 2-2 噴泉控制時間圖第三章 花式噴泉的硬件設(shè)計(jì).5第三章 花式噴泉的硬件設(shè)計(jì) .6第一節(jié)硬件的概況及選擇 .6一 PLC.6二 水泵的選擇方案.10三 噴頭的選擇方案.10第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) .11第一節(jié)花式噴泉的 PLC 控制流程圖 .11第二節(jié)花式噴泉的 I/O 分配 .11第三節(jié)PLC 的 I/O 地址分配簡介.11第四節(jié)PLC 的 I/O 接線圖.12第五節(jié)CPU 介

10、紹.12第六節(jié)梯形圖 .13謝辭15參考文獻(xiàn) .16成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） （花式噴泉的 PLC 的控制設(shè)計(jì)）1第一章 緒 論第一節(jié) 噴泉的發(fā)展一. 我國噴泉的發(fā)展國內(nèi)在二十世紀(jì)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(shù)細(xì)節(jié)，從設(shè)計(jì)到產(chǎn)品制作，工程安裝都沒有形成規(guī)模。二十世紀(jì)八十年以后，隨著國民經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)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(shè)、改造的過程中，以及環(huán)境的美化和文化氛圍的營造上設(shè)計(jì)出一批噴泉，得到了良好的社會反映和社會效益。二十世紀(jì)九十年代以后，社會主義市場經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，全國城市建設(shè)速度加快，人們也追求高質(zhì)量的文化生

11、活和環(huán)境美。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(chǎn)廠商和專業(yè)公司，在這段時間內(nèi)應(yīng)運(yùn)而生，迅速發(fā)展起來。專業(yè)技術(shù)人員把計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，以及聲、光、電、霧、火、激光、音樂、水幕電影等學(xué)科的技術(shù)應(yīng)用到噴泉之中，把噴泉行業(yè)的技術(shù)水平推上了一個新的層面，噴泉行業(yè)得到了快速發(fā)展。2001 年中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會、給水排水設(shè)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(shè)計(jì)院、所及專業(yè)生產(chǎn)廠商、公司提供服務(wù)，促進(jìn)噴泉行業(yè)健康有序地發(fā)展。一些大學(xué)和中專的建筑、園林專業(yè)也開設(shè)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

12、進(jìn)入到一個新的階段。二. 噴泉的應(yīng)用狀況人們對噴泉的造景功能、娛樂功能、環(huán)保功能認(rèn)識的提高，開拓了噴泉的應(yīng)用范圍。我們可以看到：適宜于喜慶節(jié)日、大型群眾集會的廣場噴泉和城市主題雕塑噴泉，其水造型往往是簡捷、莊重給予人們團(tuán)結(jié)進(jìn)取，凝聚向上的感受。在商業(yè)廣場、購物中心以及一些景點(diǎn)的大型激光彩色音樂噴泉，其動感十足的“水表演” ，既歡快、跳躍，又抒情、富有詩意的“水舞蹈” ，有些噴泉配之以水幕電影，給人們以變幻無窮，絢麗多姿的視聽效果。河、湖自然水面上噴水高度超過百米的高水柱噴泉，其雄偉、壯觀的水造型往往成為這個城市或旅游景點(diǎn)的特征之一。噴泉進(jìn)入了住宅小區(qū)，多與建筑小品和雕塑相映、相伴，既有中、老年

13、人們喜愛的幽靜、典雅的風(fēng)格，也有適于兒童嬉水，趣味十足的形式。松弛、舒適的環(huán)境氛圍給人們愉悅的感受。噴泉在電視轉(zhuǎn)播廳和大型歌成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） （花式噴泉的 PLC 的控制設(shè)計(jì)）2舞上頻頻出現(xiàn)，調(diào)諧得當(dāng)?shù)乃魏嫱兄莩龅男Ч娙撬囆g(shù)和技術(shù)的結(jié)合物，快速、直觀、便于保存、易于修改的優(yōu)點(diǎn)很快地就被建設(shè)方接受，成為噴泉設(shè)計(jì)方案招投標(biāo)的必備內(nèi)容。三. 現(xiàn)代噴泉中出現(xiàn)的問題在噴泉得到廣泛應(yīng)用的過程中，也出現(xiàn)了一些問題和不足，有些認(rèn)識上的誤區(qū)和不良傾向應(yīng)該引起人們的重視。否則將對噴泉行業(yè)的健康發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面影響。（1）方案設(shè)計(jì)上的盲目性，往往導(dǎo)致作品成為敗筆，使作品難于長久存

14、在。（2）細(xì)部設(shè)計(jì)的不合理直接影響作品效果。（3）質(zhì)次價(jià)高的偽劣產(chǎn)品直接影響著有關(guān)廠商和公司的信譽(yù)。（4）節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保問題應(yīng)引起足夠的重視。第二節(jié)噴泉的種類噴泉景觀概括來說可以分為兩大類：一是因地制宜，根據(jù)現(xiàn)場地形結(jié)構(gòu)，仿照天然水景制作而成，如：壁泉、涌泉、霧泉、管流、溪流、瀑布、水簾、跌水、水濤、漩渦等。二是完全依靠噴泉設(shè)備人工造景。這類水景近年來在建筑領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，發(fā)展速度很快，種類繁多， 普通噴泉分音樂噴泉、程控噴泉、旱地噴泉、跑動噴泉、光亮噴泉、趣味噴泉、激光水幕電影、超高噴泉等。第三節(jié)噴泉中的一些新技術(shù)漂浮式：整座水景噴泉的管道系統(tǒng)全部安裝在浮箱上，所以噴泉設(shè)備的運(yùn)行不受季節(jié)性水

15、位高低的影響。漂浮式噴泉制作、安裝工藝技術(shù)性強(qiáng)，但維護(hù)方便，易于保養(yǎng)。在大型自然湖泊或各種人工湖中廣泛應(yīng)用。 跑泉：多個噴頭，按時序控制，構(gòu)成各種形態(tài)瞬時變化的水型?？梢孕纬膳軇印⑻鴦?、波動等形狀，又可以成固定造型的噴水形態(tài)，氣勢雄偉，變化多端。水幕激光：采用特殊的入映機(jī)播放，使用的影片也是專門為水幕電影特制的影帶。由于電影的屏幕是透明的水膜，因此在電影播放時會有一種特殊的光學(xué)效果，屏幕的視覺穿透性可使畫面具有一種立體感，影片的內(nèi)容可與水面巧妙的結(jié)合，更有一種身臨其境般的奇幻感覺。成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） （花式噴泉的 PLC 的控制設(shè)計(jì)）3第四節(jié)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及安排本文

16、根據(jù)生活當(dāng)中出現(xiàn)的一些情況，以花式噴泉為對象，結(jié)合了大量資料及文獻(xiàn)，研究花式噴泉的控制問題，整理出一套可行性較高的噴泉控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)的研究內(nèi)容主要包括了噴泉的發(fā)展情況及所存在的一系列問題；噴泉控制系統(tǒng)的組成；花式噴泉的控制任務(wù)和要求；花式噴泉的硬件配置。成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） （花式噴泉的 PLC 的控制設(shè)計(jì)）4第二章 方案分析第一節(jié)主控制器控制方案分析使用 S7-200 系列控制花式噴泉自 20 世紀(jì) 60 年代中期以來 PLC 產(chǎn)品在電力、冶金、化工等行業(yè)發(fā)揮了重大作用,尤其近 20 年來計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展,不斷成倍擴(kuò)大的功能和成倍降低的價(jià)格,使 PLC、

17、通訊聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、過程控制軟件都獲得了長足的進(jìn)步,也使 PLC 的廣泛應(yīng)用成為可能。PLC 的優(yōu)點(diǎn)很多，主要包括：編程方法簡單易學(xué)；功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高；硬件配套齊全、用戶使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)；可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少；維修工作量低、維修方便；體積小、能耗低等。而且 PLC 在各個工業(yè)部門的應(yīng)用范圍都得到了擴(kuò)展。第二節(jié)噴泉控制方案分析方案：三組噴頭交替噴水此方案使用的噴頭有三組，共 12 個噴頭，每組 4 個。三組噴頭組成一定的形狀，并在 PLC 的控制下交替噴水，具體情況見圖 2-1圖 2-1 三組噴頭示意圖第三節(jié)噴泉的控制要求有 123 三組噴頭，一點(diǎn)開關(guān)控制啟動，

18、啟動后，1 組先噴五秒，然后 2、3兩組同時噴且 1 組停，五秒后 2 組停，在五秒后 3 組停，而 12 兩組又同時噴，再經(jīng)過兩秒，3 組也開始噴，持續(xù)五秒后，全部停止噴水，再過三秒后重復(fù)前述過程。成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） （花式噴泉的 PLC 的控制設(shè)計(jì)）5圖圖 2-22-2 噴泉控制時間圖噴泉控制時間圖成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） （花式噴泉的 PLC 的控制設(shè)計(jì)）6第三章 花式噴泉的硬件設(shè)計(jì)第一節(jié)硬件的概況及選擇一 PLC (一)PLC 的產(chǎn)生背景可編程控制器是基于微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的通用工業(yè)自動控制設(shè)備，在其早期主要應(yīng)用于開關(guān)量的邏輯控制。l987

19、 年國際電工技術(shù)委員會（International Electrotechnical Commission，IEC）頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案對 PLC 做了如下定義：“PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC 公司)于 1969 年研制出了世界上第一臺可編程控制器 PDP-14，并在 GM 公司的汽車生產(chǎn)線上使用成功，可編程控制器自此誕生。氣候美國的莫迪康（MODICON）公司也推車了 084

20、 控制器；1971 年，日本推出了 DSC-8 控制器；1973 年，西歐各國的可編程控制系也相繼研制成功；我國于1974 年開始研制可編程控制器，并于 1977 年開始工業(yè)應(yīng)用。(二)PLC 發(fā)展歷史 自第一臺可編程控制器問世以來，可編程控制器的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)及通信技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展是緊密相關(guān)的?；仡櫩删幊炭刂破鞯陌l(fā)展歷程，大致可劃分為 4 個階段。 從 1969 年到 20 世紀(jì) 70 年代中期這一階段可編程控制器主要用于邏輯運(yùn)算和技術(shù)技術(shù)運(yùn)算其中央處理器由中小規(guī)模數(shù)字集成電路組成存儲器為此信存儲器，控制功能比較簡單。典型產(chǎn)品有莫迪康公司的 084、ALLEN

21、-BRADLEY(AB)公司的 PDQ2 等。由于這些產(chǎn)品主要完成邏輯運(yùn)算功能，因此，被稱為可編程序邏輯控制器（PLC） 。 2 0 世紀(jì) 70 年代中期到 80 年代初期這一階段可編程控制器的 CPU 采用微車力氣，存儲器采用半導(dǎo)體存儲器，成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） （花式噴泉的 PLC 的控制設(shè)計(jì)）7不僅整機(jī)的體積減小，而且數(shù)據(jù)處理能力獲得很大提高，增加了數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳送、比較等功能，實(shí)現(xiàn)了對模擬量的控制?？删幊炭刂破鞯拿Q碎屑為 PC，但為了于個人計(jì)算機(jī)的名稱縮寫 PC 相區(qū)別，通常還把可編程控制器簡稱為 PLC。 20 世紀(jì) 80 年代初期到 90 年代初期這一階段由

22、于 16 位，32 位微處理器的出現(xiàn)和應(yīng)用，PLC 向大規(guī)模、高速度、高性能和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，形成了多種系列化產(chǎn)品，出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)大、性能價(jià)格比搞的新一代產(chǎn)品，并出現(xiàn)多種不同性能的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在功能上，PLC 具有了數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)采集和處理、運(yùn)動控制、閉環(huán)控制、聯(lián)網(wǎng)通信等功能，而且隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷迅速擴(kuò)大，PLC 已成為構(gòu)成生產(chǎn)過程自動控制系統(tǒng)的主要設(shè)備。在此期間，國際電工委員會頒布了 PLC 標(biāo)準(zhǔn)，似的PLC 向標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。典型產(chǎn)品有羅克韋爾自動化公司的 PLC-2 系列、PLC-3 系列，西門子公司的 SYMATIC S5 系列等。20 世紀(jì) 90 年代至今這一階段 PLC

23、繼續(xù)得到快速發(fā)展，系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)通信、熱備冗余方面都有了長足的進(jìn)步，成為了一種功能強(qiáng)大的、成熟的控制系統(tǒng)。同時，通信從各廠家的自稱系統(tǒng)逐步向開放的、統(tǒng)一的和通用的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)展，如控制層的控制網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng)和現(xiàn)場總線、管理層的以太網(wǎng)等。產(chǎn)品系列不斷豐富，互通功能得到了較大的發(fā)展，系統(tǒng)性能日趨可靠、完善。同時，還捉不采用了符合IEC61131-3 標(biāo)準(zhǔn)的程序設(shè)計(jì)語言，增加了高級編程語言等，似的各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和信息系統(tǒng)管理的視線變得容易、直接。這是，PLC 已不是單純意義上的可編程控制器了，而是一種完全的過程系統(tǒng)。典型產(chǎn)品有羅克韋爾自動化公司的 PLC-5 系列、Control-Logix 系列，西門

24、子公司的 SYMATIC S7 系統(tǒng)，莫迪康公司的 Quantum 系列等。(三)PLC 的構(gòu)成從結(jié)構(gòu)上分，PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式 PLC 包括CPU 板、I/O 板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式 PLC 包括 CPU 模塊、I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） （花式噴泉的 PLC 的控制設(shè)計(jì)）8(四)PLC 的特點(diǎn) 1可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)

25、部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。 2.配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。 3.易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打

26、開了方便之門。 4 .系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。 5. 體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。(五)PLC 的主要技術(shù)指標(biāo) PLC 的性能指標(biāo)較多，主要介紹與組成 PLC 控制系統(tǒng)關(guān)系較直接的幾個。1.編程語言及指令功能梯形圖

27、語言、助記符語言在 PLC 中較為常見，梯形圖語言一般在計(jì)算機(jī)屏幕上編輯，使用起來簡單方便?，F(xiàn)在功能圖語言的使用有上升趨勢。編程語言中還有一個內(nèi)容是指令功能。衡量指令功能強(qiáng)弱可看兩個方面：一是指令條數(shù)多少；二是指令中有多少綜合性指令。一條綜合性指令一般就能完成一項(xiàng)專門操作。用戶編制的程序完成的控制任務(wù)，取決于 PLC 指令的多少，指令功能越多，編程越簡單和方便，完成一定的控制任務(wù)越容易。2.輸入輸出點(diǎn)數(shù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)是 PLC 可以接受的輸入開關(guān)信號和輸出開關(guān)信號的最大數(shù)量，值得注意的是輸入點(diǎn)數(shù)往往的大于輸出點(diǎn)數(shù)的，且二者不能相互替代。3.掃描速度數(shù)是指 PLC 掃描 1k（1k=1024）字用

28、戶程序所需的時間，通常以ms/k 字為單位，掃描速度越快越好。成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） （花式噴泉的 PLC 的控制設(shè)計(jì)）94.存儲容量存儲容量是存放用戶程序的存儲器的容量。通常用 k 來表示。在編制 PLC程序時，需要用到大量的寄存器來存放變量、中間結(jié)果、保持?jǐn)?shù)據(jù)、定時計(jì)數(shù)、模塊設(shè)置和各種標(biāo)志位等信息。這些寄存器的多少，直接關(guān)系到程序的編制，該存儲器的容量越大，就可以編制出更復(fù)雜的程序。5.可擴(kuò)展性在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中 PLC 的可擴(kuò)展性也顯的非常重要。主要包括：(1)輸入輸出點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展；(2）存儲容量的擴(kuò)展；(3）聯(lián)網(wǎng)功能的擴(kuò)展；(4）可擴(kuò)展的模塊數(shù)；另外，可編程序控制器

29、的可靠性、易操作性及經(jīng)濟(jì)性等功能指示也受用戶的關(guān)注。 (六)PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟 1.分析被控對象并提出控制要求 詳細(xì)分析被控對象的工藝過程及工作特點(diǎn)，提出被控對象對 PLC 控制系統(tǒng)的控制要求，確定控制方案，擬定設(shè)計(jì)任務(wù)書。 2.確定輸入輸出設(shè)備 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設(shè)備（如：按紐、位置開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)及各種傳感器等）和輸出設(shè)備（如：接觸器、電磁閥、信號指示燈及其它執(zhí)行器等），以確定 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)。 3.選擇 PLC PLC 選擇包括對 PLC 的機(jī)型、容量、I/O 模塊、電源等的選擇。 4.分配 I/O 點(diǎn)并設(shè)計(jì) PLC 外圍硬件線路畫出 PLC 的

30、I/O 點(diǎn)與輸入輸出設(shè)備的對應(yīng)關(guān)系表。2.設(shè)計(jì) PLC 外圍硬件線路，包括主電路和未進(jìn)入 PLC 的控制電路等。 5.程序設(shè)計(jì) 1）初始化程序。在 PLC 上電后，一般都要做一些初始化的操作，為啟動作必要的準(zhǔn)備，避免系統(tǒng)發(fā)生誤動作。初始化程序的主要內(nèi)容有：對某些數(shù)據(jù)區(qū)、計(jì)數(shù)器等進(jìn)行清零，對某些數(shù)據(jù)區(qū)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，對某些繼電器進(jìn)行置位或復(fù)位，對某些初始狀態(tài)進(jìn)行顯示等等。2）檢測、故障診斷和顯示等程序。這些程序相對獨(dú)立，一般在程序設(shè)計(jì)基本完成時再添加。3）保護(hù)和連鎖程序。保護(hù)和連鎖是程序中不可缺少的部分，必須認(rèn)真加以考慮。它可以避免由于非法操作而引起的控制邏輯混亂，。 6.聯(lián)機(jī)調(diào)試 聯(lián)機(jī)調(diào)試是

31、將通過模擬調(diào)試的程序進(jìn)一步進(jìn)行在線統(tǒng)調(diào)。聯(lián)機(jī)調(diào)試過程應(yīng)循序漸進(jìn)，從 PLC 只連接輸入設(shè)備、再連接輸出設(shè)備、再接上實(shí)成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） （花式噴泉的 PLC 的控制設(shè)計(jì)）10際負(fù)載等逐步進(jìn)行調(diào)試。如不符合要求，則對硬件和程序作調(diào)整。全部調(diào)試完畢后，交付試運(yùn)行。(七)對 PLC 結(jié)構(gòu)形式的選擇在相同功能和相同 I/O 點(diǎn)數(shù)據(jù)的情況下，整體式比模塊式價(jià)格低。但模塊式具有功能擴(kuò)展靈活，維修方便（換模塊） ，容易判斷故障等優(yōu)點(diǎn)，要按實(shí)際需要選擇 PLC 的結(jié)構(gòu)形式。本設(shè)計(jì)采用 S7-200PLC。該 PLC 屬于小型 PLC，功能強(qiáng)大，控制能力好，性價(jià)比高。二 水泵的選擇方

32、案水泵的種類根據(jù)不同的要求，分類比較多；大致有臥式水泵和潛水泵。但都是根據(jù)各自對水泵的揚(yáng)程、流量、使用的場合、能耗比、性價(jià)比等來選擇合適自己水泵。根據(jù)本文的要求，選擇采用潛水泵。因?yàn)闈撍檬欠胖迷谒?，因此不需要泵房，這樣可以降低造價(jià)。而且潛水泵能耗低，體積小，重量輕，不需灌引水，使用維護(hù)及管理方便，并且達(dá)到了節(jié)約水資源的目的，具有臥式水泵所不具有的優(yōu)點(diǎn)，可以適應(yīng)噴泉的噴水要求。 三 噴頭的選擇方案 噴泉的噴頭分為可調(diào)直流噴頭、涌泉噴頭、集束噴頭、旋轉(zhuǎn)噴頭等等，種類繁多，噴出的水型也各不相同。本設(shè)計(jì)采用的是集束噴頭，該噴頭由多個直流噴頭組合而成，直射噴頭口徑大小可確定噴頭的出水量及高度，它可以

33、作為整個噴泉的主噴（噴泉最高點(diǎn)） ，也可以由多個集束噴頭組合成不同的排列。本文采用的集束噴頭是中間小，四周大的噴頭組合方案。中間的小噴頭在同樣的壓力下，噴出的水柱較之周圍的大噴頭要高，要細(xì)，可達(dá)到最佳的視覺效果。成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） （花式噴泉的 PLC 的控制設(shè)計(jì)）11第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)第一節(jié)花式噴泉的 PLC 控制流程圖 圖 4-1 花式噴泉的程序控制流程圖見圖 如圖，通電后，進(jìn)入工作狀態(tài)。如按下啟動按鈕，噴泉裝置進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)，若不按，則回到初始狀態(tài)。如按下啟動開關(guān)，噴泉按照設(shè)定的程序開始運(yùn)行。如果按下停止按鈕，系統(tǒng)則停止運(yùn)行，如果不按停止按鈕，系統(tǒng)則按照

34、選擇的花樣繼續(xù)運(yùn)行下去直到按下停止按鈕。第二節(jié)花式噴泉的 I/O 分配噴泉的 I/O 分配見表 4-1。表 4-1 花式噴泉的 I/O 分配表啟動按鈕I0.0輸入停止按鈕I0.0第 1 組噴泉Q0.1第 2 組噴泉Q0.2輸出第 3 組噴泉Q0.3第三節(jié)PLC 的 I/O 地址分配簡介I/O 模塊分為數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、模擬量輸入和模擬量輸出 4 類。成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） （花式噴泉的 PLC 的控制設(shè)計(jì)）12CPU 分配給數(shù)字量 I/O 模塊的地址以字節(jié)為單位，一個字節(jié)由 8 個數(shù)字量 I/O點(diǎn)組成。擴(kuò)展模塊 I/O 點(diǎn)的字節(jié)地址由 I/O 的類型和模塊在同一類

35、 I/O 模塊鏈中的位置來決定。第四節(jié)PLC 的 I/O 接線圖圖 4-2 PLC 的 I/O 接線圖根據(jù)控制要求，PLC 控制系統(tǒng)選用西門子公司 ST-200 系列 CPU224，其 I/O 端子電氣接線圖如上圖所示。第五節(jié)CPU 介紹首先應(yīng)分析一下所選 CPU 型號。CPU224 集成 14 個輸入和 10 個輸出共 24個數(shù)字量 I/O 點(diǎn)，可連接 7 個擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 168 路數(shù)字量 I/O 或 35 路模擬 I/O 點(diǎn)，13KB 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。S7-200 系列的 CPU224 主機(jī)有 I0.0I0.7、I1.0I1.5 共計(jì) 14 個輸入點(diǎn)和 Q0.0Q0.7、Q10Q1.1 共計(jì) 10 個輸出點(diǎn)。CPU224 輸入電路采用了雙向光電耦合器，24VDC 極性可任意選擇，系統(tǒng)設(shè)置 1MB 為 I0.x 字節(jié)輸入端子的公共端，2MB 為 I1.x 字節(jié)輸入端子的公共端。在晶體管輸出電路中采用了 MOSFET功率驅(qū)動器件，并將數(shù)字量輸出分為兩組，每組有一個獨(dú)立公共端，共有1L、2L 兩個公共端，可接入不同的負(fù)載電源。CPU224PLC 有 6 個高速計(jì)數(shù)脈沖輸入端（I0.0I0.5） ，最快的響應(yīng)速度為 30KH