自动喷泉的PLC控制

第1章控制工艺分析

1.1系统描述及控制要求

在游人和居民经常光顾的场所，如公园、广场、旅游景点及一些知名建筑前，经常会修建一些喷泉供人们休闲、观赏。这些喷泉按一定的规律改变喷水式样，如果再与五颜六色的灯光相配合，在和和谐优雅的音乐中，更使人心旷神怡，流连忘返。利用PLC控制喷泉喷水方式，产生各样的样式。在系统的硬件组成以及软件的实现，通过PLC控制电磁阀开关来决定喷水的效果，供人们休闲、观赏。

自动喷泉控制的实现方法很多，本设计题目为基于可编程控制器（PLC）的喷泉控制系统，用PLC进行控制不仅能够进行多种水型切换，而且能将各种水型、灯光按预先设定的排列组合进行控制程序的设计，通过计算机运行控制程序发出控制信号，使水型、等过实现多姿多彩的变化。通过上位机（PC）与PLC之间的通讯来监控喷泉的状态与效果，进而控制电动机，以达到顺利实现工业控制的要求及目的，同时还要达到低功耗、高性价比、运行可靠等基本要求。

基于以上要求，本系统应具有以下功能

喷泉一：

①按下启动按钮X0，再按下K1按钮选择花样喷泉1模式

② 6号喷头先喷，1s后11号喷

③ 1s后7号喷，1s后10号喷喷

④同时喷5s后，6、7、10、11都停

⑤重复循环②--④步骤

喷泉二：

①按下K2选择花样喷泉2模式

② 3号喷头先喷，2s后12号喷

③ 2s后14号喷头喷，2s后5号喷

④ 3、12、14、5同时喷10s

⑤重复循环②--④步骤

喷泉三：

①按下K3选择花样喷泉3模式

② 2、8、15、9同时先喷10s

③再1s后一次间隔1s停

④重复循环②--③步骤

喷泉四：

①按下K4选择花样喷泉4模式

② 1、4、16、13同时喷

③ 1分钟后同时停

④重复循环②--③步骤

1.2 喷泉示意图

图1-1 喷泉示意图

1.3 喷泉控制的方案论证

喷泉控制系统可以由单片机、工控机和PLC等多种方式实现，通过依次对其进行可行性分析可以确定适用于本系统的最佳方案。

单片机控制系统：是把微型计算机的各部件——中央处理器、存储器、输入输出接口电路、定时器、计数器等制作在一块集成电路芯片上，构成一个完整的微型计算机。由于单片机需要附属很多的外围电路，对电路的设计水平要求很高，否则变很可能降低系统的稳定性。而且小规模的制作会增加成本，所以单片机控制系统不是最佳方案。

工控机控制系统：由于喷泉控制系统的环境相对工业控制环境要好的多，而且喷泉控制系统对连续长时间工作的能力要求不高，用工控机设计喷泉控制系统实属大材小用。而且工控机的价格较通层次的PC要高，这样就更增加了系统的成本，降低了整体的性价比。

PLC喷泉控制系统：一个PLC控制器可以接收几千个I/O点，对于喷泉控制系统这样，被控对象主要是设备连锁，被控对象主要是设备连锁，回路很少，采用PLC较为合适。故PLC控制系统是被设计的最佳方案。

第2章 PLC控制系统设计

2.1 总体方案实现

图2-1 系统控制原理

2.2 系统的I/0分配表

X0 启动按钮X1 停止按钮

X2 K1按钮花样1 X3 K2按钮花园2

X4 K3按钮花样3 X5 K4按钮花样4

Y1 1号喷头Y2 2号喷头

Y3 3号喷头Y4 4号喷头

Y5 5号喷头Y6 6号喷头

Y7 7号喷头Y20 8号喷头

Y21 9号喷头Y10 10号喷头

Y11 11号喷头Y12 12号喷头

Y13 13号喷头Y14 14号喷头

Y15 15号喷头Y16 16号喷头

2.3 外部接线图

图2-2 外部接线图2.4 程序梯形图

图2-3 程序梯形图①

图2-4 程序梯形图②

第3章 PLC监控系统设计

3.1 连接上位计算机与PLC

图3-1 控制接线图

按“控制接线图”连接PLC外围电路；打开软件，点击，在弹出的对话框中选择“PC/PPI通信方式”，点击，设置PC/PPI属性；

图3-2 设置属性

点击，在弹出的对话框中，双击，搜寻PLC，寻找到PLC 后，选择该PLC。至此，PLC与上位计算机通信参数设置完成。

3.2 组态程序设计

到此，PLC已经与上位机进行了连接，在组态王中，用测试连接可以建立数据名称，并在数据词典中可以查看。组态王在通讯中要设置数据通讯类型，不同的语句会对应不同的数据类型。

3.3 组态画面设计

将所有I/O点的参数收集齐全，并填写表格，以备在监控组态软件和PLC上组态时使用。I/O位号名称说明正常状态信号类型逻辑极性是否需要累计运行时间I/O类型如下表所示。

用的通讯协议，以便在定义I/O设备时作出准确选择。

将所有I/O点的I/O标识收集齐全，并填写表格，I/O标识是唯一地确定一个I/O点的关键字，组态软件通过向I/O设备发出I/O标识来请求对应数据。在大多数情况下I/O标识是I/O点的地址或位号名称。

按照第一步统计出的表格，建立实时数据库，正确组态各种变量参数。

根据第一步和第二步的统计结果，在实时数据库中建立实时数据库变量与I/O点的一一对应关系，即定义数据连接。

图3-3 定义数据连接

根据画面结构和画面草图，组态每一幅静态的操作画面（主要是绘图）。

将操作画面中的图形对象与实时数据库变量建立动画连接关系，规定动画属性和幅度。

图3-4 喷泉图

3.4 系统调试

PLC程序的调试可以分为模拟调试和现场调试两个调试过程，在此之前首先对PLC外部接线作仔细检查，这一个环节很重要。外部接线一定要准确无误。也可以用事先编写好的试验程序对外部接线做扫描通电检查来查找接线故障。不过，为了安全考虑，最好将主电路断开。当确认接线无误后再连接主电路，将模拟调试好的程序送入用户存储器进行调试，直到各部分的功能都正常，并能