花式喷泉毕业设计

滁州职业技术学院毕业设计

课题：花式喷泉的PLC控制设计时间：2014年10月26日

班级：2012级机电(1)班

学号：***********

*名：**

指导教师：***

完成日期：2014年11 月12 日

毕业设计任务书

课题：花式喷泉的PLC控制

一、任务描述

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。

某广场的喷泉如图所示。

图1 花式喷泉俯视图

A A

图2 花式喷泉截面图

图3 花式喷泉的控制面板

在图1中，4号为中间喷头，3号为内环状喷头，2号为一次处环形状喷头，1号为外环形状喷头。

二、控制任务和要求

1.按下启动按钮，喷泉控制装置开始工作，按下停止按钮，喷泉控制装置停止工作。

2.喷泉的工作方式由花样选择选择开关和单步/连续开关决定。

3.当单步/连续开关在单步位置时，喷泉只能按照花样选择开关设定的方式，运行一个循环。

4.花样选择开关用于选择喷泉的喷水花样，现考虑4种喷水花样：

（1）花样选择开关在位置1时，按下启动按钮后，4号喷头喷水，延时2s 后，3号喷头喷水，再延时2s后，2号喷头喷水，又延时2s后，1号喷头喷水。18s后，如果是单步工作方式，则停下来。如果是连续工作方式，则继续循环下去。

（2）花样选择开关在位置2时，按下启动按钮后，1号喷头喷水，延时2s 后，2号喷头喷水，再延时2s后，3号喷头喷水，又延时2s后，4号喷头喷水。30s后，如果是单步工作方式，则停下来。如果是连续工作方式，则继续循环下去。

（3）花样选择开关在位置3时，按下启动按钮后，1号、3号喷头同时喷水，延时3s后，2号、4号喷头同时喷水，1号、3号喷头停止喷水。如此交替运行

15s后，4组喷头全喷水，30s后，如果是单步工作方式，则停下来。如果是连续工作方式，则继续循环下去。

（4）花样选择开关在位置4时，按下启动按钮后，按照1—2—3—4的顺序，依次间隔2s喷水，然后一起喷水。30s后，按照1—2—3—4的顺序，分别延时2s，依次停止喷水。再经1s延时，按照4—3—2—1的顺序，依次间隔2s喷水，然后一起喷水。30s后停止。如果是单步工作方式，则停下来。如果是连续工作方式，则继续循环下去。

二、设计方案提示

1.毕业设计人员分为4组，每一组完成一种喷水花样的设计。

2.根据花样选择开关的位置信号，采用跳转指令编程。

3.在每个跳转程序段内，采用定时器指令实现顺序控制。

二、设计报告要求

1.装订顺序：封面、毕业设计任务书、设计内容和封底

2.构成系统的硬件配置

3.正确合理地进行输入输出通道分配

4.画出输入/输出接线图、时序图等相关的图纸

5.设计梯形图控制程序并编写指令语句表

6.叙述述系统的控制原理

7.设计体会

8.列出参考文献

第一章系统硬件设计

1.1 可编程控制器（PLC）的选择

在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。

（1）输入输出（I/O）点数的估算

I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%~20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。

（2）存储器容量的估算

存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来代替。

（3）控制功能的选择

该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。

(4) 机型的选择

通过对输入/输出点的选择、对存储量的选择、对I/O响应时间的选择、输出负载的特点选择的综合考虑，决定选用西门子s7-200型的plc。该控制系统选用西门子公司s7-200系列的PLC。它体积小，重量轻，使用寿命长，编程和维护方便，故障率低，通过扩展模块的链接，可以增加输入/输出点数。我设计的花式喷泉模型共有7个输入，4个输出，因此，选用型号为西门子s7-200plc，cpu 选用cpu224系列，该系列有14个输入10个输出，可以满足需要。

1.2水泵的选型

（1）根据项目要求1、2组大喷头采用1.1kw380v交流电的新界Q3-45/3-1.1，额定电流为2.74A，额定功率为1.1kw转速为3000r/min,。

（2）根据项目要求3、4组小喷头采用0.55kw380v交流电的新界Q3-30/2-0.55，额定电流为1.44A，额定功率为0.55kw转速为3000r/min。

1.3接触器的选型

1.4热继电器的选型

1.5启动停止按钮选型

按钮开关（图4）

周围温度:-25℃~ +40℃

海拔高度: ≤2000m

空气相对湿度: ≤90%

污染等级3级

防护等级IP55

开关额定值: AC-220V/5A DC- 24V/4A

约定发热电流: 1th 10A

触电电阻: ≤50mΩ

绝缘电阻: ≥10mΩ

机械寿命: 一般钮n≥100×10^4次；旋钮≥30×10^4次.

钥匙钮n≥5×10^4次；急停钮≥5×10^4次