花式喷水池控制系统设计

过程控制系统

课程设计

题目: 基于组态王的花式喷泉设计

院系名称：电气工程学院

专业班级：自动化

学生姓名：董新杰

学号： 201323020425

指导教师：鲁可

设计地点： 31520

设计时间： 2016.06.23-2016.07.7

设计成绩：指导教师：

本栏由指导教师根据大纲要求审核后，填报成绩并签名。

摘要

花式喷水池是近年来出现的一种园林建筑与花式观赏相结合的一种产物。随着可编程控制器在我国的迅速发展，对花式喷泉的控制要求也越来越高，使得越来越多的控制部分需要可编程控制器来实现。

使用PLC控制花式喷泉，具有使用方便，运行可靠，控制程序设计简单等优点。用SFC方法编程，可以使设计思路清晰，编程简便.若需要改变喷水花样和喷水时间，设计方案不必作很大调整，只要把控制程序作相应的修改，即可实现控制目的。本设计以4环花式喷泉为研究对象，采用了三菱FX1N系列可编程序控制器作为喷泉的控制器。对花式喷水池的控制系统的总体功能进行了分析，阐述了可编程控制器的组成和工作原理。并提出了喷水池硬件的各组成模块及详细的硬件模块设计方案。本设计改善了喷泉系统的控制品质，并达到了实时控制的要求。

关键词：喷泉、PLC、SFC编程

目录

摘要.............................................................................................................................. I

1 系统控制方案的确定 (1)

1.1 喷泉的布局设计 (1)

1.2控制要求 (2)

2 系统硬件设计 (4)

2.1PLC的选择 (4)

2.2 泵的选择 (5)

2.3喷头的选择 (7)

2.3阀的选择 (9)

2.4 灯具的选择 (10)

3 系统软件设计 (11)

3.1 I/O分配 (11)

3.2 梯形图设计 (11)

4 组态王监控系统设计 (16)

4.1组态王与设备通信 (16)

4.2监控画面 (16)

5 系统调试 (19)

设计心得 (22)

参考文献 (23)

附录A 系统程序 (24)

附录B PLC接线图 (26)

附录C 组态王监控画面 (27)

1 系统控制方案的确定

1.1 喷泉的布局设计

图1-1 喷泉布局图

本设计布局如图1-1所示。图1-1中A组喷水管，有一个喷水管该喷水管所喷出的水柱为4组喷水管最大，喷射高度为4组喷水管最高为8（m）。图1-1中B组喷水管所处的圆上由8个喷水管组成，该组喷水管所喷出的水柱为比A组的水柱略小，所喷高度比A组的高度略底，所喷高度为6（m）。图1-1中C组喷水管所处的圆上由20个喷水管组成，该组所喷出的水柱比B组的水柱小，所喷高度比B组水柱低，所喷高度为4（m）。图1-1中D组喷水管所处的圆上组由30个喷水管组成，该组所喷水柱为4组中水柱最小，所喷高度最低的一组。所喷高度为2（m）。为了在每组喷水管工作时能够更好的欣赏，能区别4组所喷出的水柱，所以B组所处的圆的半径为R=2(m)，C组所处的圆的半径为R=4（m），D组所处的圆的半径为R=6（m）。

本设计中A组喷头所喷的水柱最高，本设计中4组喷头所喷的水柱高度为2-8（m）。本设计的最多时有A、B、C三组喷头同时喷出水柱，最少时有两组喷头喷出水柱，所以流量为150-230（m3/h）。水质为自来水。

1.2控制要求

本设计由四组喷头组成，分别为A组B组C组D组。本设计有单周期和连续两种操作方式。按下开始按钮后指示灯亮，当选择单周期方式时A组D组同时喷6秒然后A组和C组同时喷7秒然后B组和D组同时喷10秒然后ABC三组同时喷水5秒停2秒后报警器发出声音报警，按停止按钮终止报警。当选择连续方式时重复单周期方式时的过程20次后停两秒后报警，按停止按钮终止报警。每个喷头工作时，都连带红，绿，黄，蓝四组彩色灯间隔1S循环发光。

如图1-2系统流程图所示当系统上电后，点击开始按钮SB1，PLC的输入口X1=1，则Y10=1指示灯被点亮，等待用户选择运行方式。当用户选择单次运行时点击单次运行按钮SB3 则X3=1， Y12=1水泵开始工作，同时Y0=1、Y3=1，A、D 两组喷头的电磁阀得电，A、 D两组喷头开始喷出水柱同时T5开始计时。当T5=6S 时Y3=0、Y2=1,D组喷头的的电磁阀失电，C组喷头的电磁阀得电。所以A、 C 组喷头喷出水柱，D组喷头停止喷水，同时T6开始计时。当T6=7S时Y1=0、Y2=0、Y1=1、Y3=1，A、C两组喷头的的电磁阀失电，B、D两组喷头的电磁阀得电。所以B组喷头和D组喷头喷出水柱A组喷头和C组喷头停止喷水，同时T7开始计时。当T7=10S时Y3=0、Y0=1、Y1=1、Y2=1,D组喷头的的电磁阀失电，A、B、C 组喷头的电磁阀得电。所以A组喷头和C组喷头喷出水柱D组喷头停止喷水，同时T8开始计时。当T8=5S时系统停止两秒后开始报警。

当用户选择连续运行时点击连续运行按钮SB4 则X4=1， Y12=1水泵开始工作，同时Y0=1、Y3=1，A、D两组喷头的电磁阀得电，A、 D两组喷头开始喷出水柱同时T1开始计时。当T1=6S时Y3=0、Y2=1,D组喷头的的电磁阀失电，C组喷头的电磁阀得电。所以A、 C组喷头喷出水柱，D组喷头停止喷水，同时T2开始计时。当T2=7S时Y1=0、Y2=0、Y1=1、Y3=1，A、C两组喷头的的电磁阀失电，B、D两组喷头的电磁阀得电。所以B组喷头和D组喷头喷出水柱A组喷头和C组喷头停止喷水，同时T3开始计时。当T3=10S时Y3=0、Y0=1、Y1=1、Y2=1,D 组喷头的的电磁阀失电，A、B、C组喷头的电磁阀得电。所以A组喷头和C组喷头喷出水柱D组喷头停止喷水，同时T4开始计时。当T4=5S时C0开始计数，当CO<20时重复上述动作当C0=20时系统停止2S后开始报警。

当系统报警时点击停止按钮SB2则系统停止报警。