花样喷泉PLC课程

花样喷泉PLC课程

燕山大学

课程设计说明书题目：花样喷泉控制设计

学院（系）：电气工程学院

年级专业： 10级自动化仪表

学号： 100103020002

学生姓名：王思琪

指导教师：韩立强

教师职称：副教授

燕山大学课程设计（论文）任务书

院（系）：电气工程学院基层教学单位：自动化仪表

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说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。

013年 7 月 2 日

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目录

第一章设计题目内容 (4)

1.1设计背景 (4)

2.2控制要求说明 (4)

第二章设计过程和有关说明 (6)

第三章电气原理图的绘制 (8)

3.1 I/O设备分配表 (8)

3.2 主电路图 (9)

3.3PLC控制电路图 (10)

第四章状态转移图与梯形图 (11)

第五章步进梯形图调试结果 (12)

5.1花样1测试结果 (12)

5.2 花样2测试结果 (12)

5.3 花样3测试结果 (12)

5.4 花样4测试结果 (12)

第六章设计心得与体会 (13)

参考资料 (14)

附录步进梯形图与指令表 (14)

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第一章 设计题目内容

1.1设计背景

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，在和谐优雅的音乐中，更使人心旷神怡，流连忘返。

某广场的花式喷泉示意图如图所示。 电源

单步/连续

停止启动

花样选择开关

在图5-7中，4号为中间喷头，3号为内环状喷头，2号为外环形状喷头，1号为外环形状喷头。

2.2控制要求说明

一、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。

二、喷泉的工作方式由花样选择开关和单步/连续开关决定。

三、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。

四、花样选择开关用于选择喷泉的喷水花样，现考虑四种喷水花样。

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，如果为单步工作方式，则停止下来。如果

为连续工作方式，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，如果为单步工作方式，则停止下来。如果

为连续工作方式，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、3号喷头同时喷水，延时3s后，2、4号喷头喷水，1、3号停止喷水。如此交替运行15s

后，4组喷头全喷水，30s后，如果为单步工作方式，则停止下来。

如果为连续工作方式，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。

如果为单步工作方式，则停止下来。如果为连续工作方式，则继

续循环下去。

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第二章设计过程和有关说明

本次课程设计的课题是花样式喷泉，由其控制要求可知：控制过程是一个复杂，连续。灵巧的过程。在工业工程中，被选择为控制的一般是：继电器，PLC，单片机。由于绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。而且继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。单片机是一种集成电路编程复杂，结构复杂等。而PLC可靠性高，抗干扰能力强，配套齐全，功能完善，适用性强，系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造，体积小，重量轻，能耗低且易学易用，深受工程技术人员欢迎，在工业以及其他领域都得到广泛的应用。

因此，本次花样喷泉的自动化控制也采用PLC控制。该控制系统选用三菱公司FX 系列的PLC FX2NC。它体积小,重量轻,使用寿命长,编程和维护方便,故障率低,通过扩展模块的连接, 可以增加输入/ 输出点数。

从工程实际出发，在制定控制系统的方案时，我分析了所需的控制按钮。从而总结了以下几点在梯形图设计过程中的主要思路

1、需要有个控制开始的总开关；

2、有四个花样选择的控制开关，并能够互锁；

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3、每个花样独立运行，通过辅助继电器、计数器、定时器来实现自动功能；

4、有控制单步----循环的开关，使系统既能自动停止也能开始循环；

5、复位启动按钮后，按下停止按钮可复位所有循环并停止电机；

6、我还自行设计了暂停保持按钮，可在任何时候进行电机及流程的暂停保持。

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于是，做出如下流程图：

花样喷泉流程图

第三章电气原理图的绘制

3.1 I/O设备分配表

设置SB1,SB2,SB3,SA1,SA2,SA3,SA3,SA4,其中SB1是作为启动开关，SB2为停止开关,SB3为暂停保持开关，SB4为单步-循环开关。执行器件为Y1^4四个电磁阀，其分配情况如下表所示：

花样喷泉I/O分配表