喷泉控制系统

课程设计（论文）题目：喷泉控制系统

程序设计（一）

设计名称：机电传动控制

班级学号：0901011417

学生姓名：李根

指导教师：陈白宁

2011年12月17日

第十三组

1.设计题目：喷泉控制系统程序设计（一）

2.设计内容：

1）喷泉控制要求为“A、D同时喷6秒，并左右摆动——A、C同时喷7秒并旋转——B、D同时喷10秒并旋转——A、C、B同时喷5秒并摆动——

2秒后再循环”

2）每个喷头工作时，都连带红、绿、黄、蓝四个彩灯间隔0.1秒循环发光。

3）喷泉可以实现单周期、连续两种操作方式。

4）当选择连续时，要求循环20次后终止循环，发出声光间断报警，按停止按钮终止报警。

3.设计要求：

1）画出端子分配图和顺序功能图

2）设计并调试PLC控制梯形图

3）设计说明书

4.进度安排：

1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案 2天

2）PLC顺序功能图与梯形图设计 5天

3）说明书撰写 2天

4）答辩 1天

指导教师：

专业负责人：

主管院长：年月日

目录

1.前言 (3)

2.课程设计的任务和要求 (4)

2.1 课程设计的任务 (4)

2.2 课程设计的基本要求 (4)

3.总体设计 (5)

2.1 PLC选型 (5)

2.2 PLC端子分配 (5)

4.PLC程序设计 (9)

3.1 设计思想 (9)

3.2 顺序功能图 (10)

3.3 PLC梯形图 (11)

5.程序调试说明 (25)

6.结束语 (26)

7. 参考文献 (27)

1.前言

1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable ,是世界上公认的第一台PLC.

限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。

20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。

上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。

20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。

2.课程设计的任务和要求

2.1 课程设计的任务

1）喷泉控制要求为“A、D同时喷6秒，并左右摆动——A、C同时喷7秒并旋转——B、D同时喷10秒并旋转——A、C、B同时喷5秒并摆动——

2秒后再循环”

2）每个喷头工作时，都连带红、绿、黄、蓝四个彩灯间隔0.1秒循环发光。

3）喷泉可以实现单周期、连续两种操作方式。

4）当选择连续时，要求循环20次后终止循环，发出声光间断报警，按停止按钮终止报警。

2.2 课程设计的基本要求

1）画出端子分配图和顺序功能图

2）设计并调试PLC控制梯形图

3）设计说明书

3.总体设计

3.1 PLC选型

PLC的主机：选择西门子S7-200系列作为此喷泉控制系统的主机。

选用CPU226 AC/DC/继电器，其基本参数如下：

本机数字输入：14路数字量输入

本机数字输出：10路数字量输出

内部存储器位：256位

定时器总数：256定时器

计数器总数：256计数器

电源电压允许范围：AC85~264V

输入电流仅CPU/最大负载：35/100 mA,AC 240V

电压范围：DC20.4~28.8V

电流限制：约1.5A

由于该系统要求34个输出点,47个输入点S7-200 CPU226不能满足点数要求，因此采用两个EM223 （16I/16Q)扩展模块增加输入输出点数。CPU总I/O点数为104点，系统要求的I/O总点为81点。CPU总I/O点数符合系统要求的I/O 总点数。

3.2 PLC端子分配

输入输出

功能地址功能地址

单周期循环I0.0 A喷泉喷水Q0.0

连续循环I0.1 A喷泉左摆动Q0.1

启动I0.2 A喷泉右摆动Q0.2

停止I0.3 A喷泉旋转Q0.3