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1、 PLC课程设计说明书 花式喷水池的PLC控制 系 、 部： 电气与信息工程系 学生姓名： 指导教师： 职称 副教授专 业： 自动化 班 级： 完成时间： 10-12-28 摘 要在现实生活中，在许多休闲广场、景区或游乐场里，经常看到喷水池按一定的规律喷水或变化式样，若在夜晚配上各种彩色的灯光显示，更加迷人。所以用PLC来控制花式喷水池对现实的意义是非常大的。在分析其工作原理的基础上，采用PLC为核心部件，设计画出了流程图；编制了具体程序；设计了硬件电路。我编程所控制的喷水池共有四个喷水花样，并且能够进行灵活的控制。关键词 花式喷水池；PLC控制器ABSTRACTIn real life, i
2、n many leisure square of scenic spot, or pleasure park, often see fountain according to certain rules water-jet or change styles, if match on all sorts of color in the night of lamplight shows, more charming. So use PLC to control the fancy fountain of realistic significance is very big. On the anal
3、ysis, the basic principle of adopting PLC for the core part, design sketched a flowchart, Compiled the specific procedures; Design the hardware circuit. I programming controlled by the fountain in the four water-jet pattern, and can be flexible in control. Key words fancy fountain；PLC controller scm
4、 目 录1 课程设计概述31.1 设计目的 31.2 功能要求说明31.3 设计总体方案及工作原理42 硬件系统设计5 2.1 硬件系统各模块功能简要介绍 52.2 硬件主电路图53 软件系统设计63.1 PLC 的型号选取6 3.2 PLC 的I/O分配表6 3.3 PLC 的硬件接口图7 3.4 程序流程框图83.5 程序清单94 仿真、测试及设计总结134.1 仿真软件简介 144.2 仿真软件设计操作154.3 花式喷水池的仿真结果及结论164.4 设计结论17 4.5 花式喷水池仿真分析174.6 设计体会174.7 教学建议18参考文献19致谢191 课程设计概述1.1 设计目的电
5、气控制与PLC课程设计是电气自动化技术专业一个重要的实践性教学环节，通过课程设计达到掌握电气控制柜的原理设计、安装工艺图纸设计的基本方法，并能达到熟练使用可编程控制器实现简单控制系统的控制要求，熟练地进行系统外围电路设计、接线、编程、调试等工作。1.2 功能要求说明 图1.1 花式喷水池示意图所设计的喷水池控制器需满足以下要求：1控制器电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置开始工作。工作方式由选择开关和单步/连续开关来决定，不论运行在什么方式下，按下止按钮，喷水池停止喷水。2“单步/连续” 开关在单步位置时，喷水池只运行一次循环；在连续位置时，喷水池运行一直循环下去。3方式选择开关用来选择喷水
6、池的喷水花样，14号喷水法的工作方式选择如下：1）选择开关在位置“1”时，按下启动按钮后，4号喷水，延时2s后，3号喷水，延时2s后，2号喷水，再延时2s后，1号喷水，再一起喷水15s后停下。若运行在连 续状态时，将继续循环下去。2）选择开关在位置“2”时，按下启动按钮后，1号喷水，延时2s后，2号喷水，延时2s后，3号喷水，再延时2s后，4号喷水，再一起喷水30s后停下。若运行在连续状态时，将继续循环下去。3）选择开关在位置“3”时，按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、4号喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后，14号全喷水，30s后停下。若运行在连续状态时，将继续循环下去。4
7、）选择开关在位置“4”时，按下启动按钮后，1234按顺序延时2s喷水，然后一起喷水30s，1、2、3和4号分别延时2s停止喷水，再延时1s，由4321反向顺序延时2s喷水，然后一起喷水30s停止。若运行在连续状态时，将继续循环下去。1.3 设计总体方案及其工作原理1.3.1 总体方案对花式喷水池进行PLC控制，我们的总体思路是先设计硬件电路，再设计软件系统，硬件电路设计思路是对PLC各个I/O口进行功能分配，共有四个档位按钮，一个启动按钮和一个停止按钮，单步/联系按钮和指示灯显示。软件系统设计是利用步进指令进行编程控制其喷水规律。1.3.2 工作原理 用PLC编程控制器来对花式喷水池的规律进行
8、控制，该喷水池一共可以按照四种花式进行喷水，我们用四个档位进行控制，分别为花式一档位、花式二档位、花式三档位、花式四档位，当按下其中一个档位时，再按下启动按钮，喷水池即按照那种花式进行喷水，还设有停止按钮，当按下停止按钮时，无论喷水池处于哪一种花式下工作，都立即停止按钮。 2 硬件系统设计2.1 设计课题硬件系统各模块功能简要介绍1.启动喷水装置：设有启动喷水池的按钮，当按下启动按钮时，喷水装置即按照一定的规律开始喷水，同时指示灯会亮。2.停止喷水装置：设有停止喷水池的按钮，当按下停止按钮时，所有的喷水装置即停止喷水，同时指示灯熄灭。3.四种花式档位选择装置：共设有四个花式选择档位，当按下其中
9、一个按钮时，再按下启动按钮，喷水池即按照那个档位所对应的花式进行喷水。4.单步/连续装置：设有这样一个按钮，开关在单步位置时，喷水池只进行一次循环；当在连续位置时，喷水池运行一直进行下去。2.2 硬件主电路原理图如图2.1所示。图2.1 主电路原理图3 软件系统设计3.1 PLC的型号选取PLC的选择主要是结构形式、性能、容量、输入、输出功能及负载能力的选择（1）PLC的I/O选择PLC的I/O选择非常重要，I/O点数既要满足需求也要考虑经济效益，一般I/O点数多的PLC价格比较贵，特别是大型PLC，虽然速度比较快，但是体积大、价格，不适合一般情况下使用。在自动售货机PLC控制系统中，我们只实
10、现单机自动化，并只用到了个7输入点和5个输出点，故使用小型PLC即可。在设计中，我们采用输入输出点数为16点的PLC。（2）PLC的输出类型的选择PLC的输出有三种类型：继电器输出型：为有触点输出方式，用于接通或断开开关频率较低的直流负载或交流负载回路；可控硅输出型：为无触点输出方式，用于接通或断开开关频率较高的交流电源负载；晶体管输出型：为无触点输出方式，用于接通或断开开关频率较高的直流电源负载。在对频率要求不高的情况下，我们采用晶体管输出。（3）PLC的控制功能的选择对于以开关量进行控制的系统，一般的低档机就能够满足要求。对于以开关量控制为主，带有少量的模拟量控制的系统，应选用带A/D、D
11、/A转换，加减运算、数据传送功能的低档机。对于控制比较复杂，控制性能要求较高的系统，例如要实现PID运算、闭环控制、通信联网等，可视控制规模及复杂的程度，选用中档机或者高档机。对于工艺过程比较固定、环境条件比较好的场合，选用整体式结构PLC。在花式喷水池的PLC控制系统中，主要以开关量进行控制，所以我们采用低档的PLC即可满足要求。在设计中我们用到的PLC型号为-32MT-001。3.2 PLC I/O安排表PLC的I/0安排表如下：X000启动按钮Y000PLC启动指示灯X001停止按钮Y0011号喷水电子阀X002单步/联系选择开关Y0022号喷水电子阀X003选择开关在位置“1”Y003
12、3号喷水电子阀X004选择开关在位置“2”Y0044号喷水电子阀X005选择开关在位置“3”X006选择开关在位置“4”T0-T2,T11-T17，T4-T6,T20-T21： 定时2秒T10,T7,T19,T22: 定时30sT3: 定时15秒T18: 定时1s3.3 PLC硬件接口图图3.1 PLC硬件接口图3.4 程序流程框图 如图3.2所示:图3.2 花式喷水池程序流程框图3.5 程序清单3.5.1 梯形图3.5.2 指令表4 仿真、测试及设计总结4.1 仿真软件简介GX Developer+8.86是三菱PLC的编程软件。适用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可
13、编程控制器。支持梯形图、指令表、SFC、 ST及FB、Label语言程序设计，网络参数设定，可进行程序的线上更改、监控及调试，具有异地读写PLC程序功能。GX Simulator6C是GX Developer的仿真软件。其功能就是将编写好的程序在电脑中虚拟运行，如果没有编好的程序，是无法进行仿真的。 所以，在安装仿真软件GX Simulator 6C之前，必须先安装编程软件 GX Developer，并且版本要互相兼容。安装好编程软件和仿真软件后，在桌面或者开始菜单中并没有仿真软件的图标。 因为仿真软件被集成到编程软件GX Developer中了，其实这个仿真软件相当于编程软件的一个插件。GT
14、 Designer3与GT Simulator3这是三菱电机自动化GOT产品的套装软件，包括画面设计、仿真、数据转换GT SOFTGOT等。GT Designer3是三菱触摸屏编程软件，其功能就是进行工程和画面创建、图形绘制、对象配置和设置、公共设置以及数据传输等。而GT Simulator3是三菱触摸屏仿真软件其功能就是在PC机上模拟GOT运行环境。其调试窗口如下。 图4.1 调试运行窗口4.2 软件仿真设计操作首先是在GX Developer编辑好设计程序，转换后保存。然后用GT Designer3设计仿真画面包括I/O显示及开关然后保存。最后启动GX Simulator6C这时程序已经运
15、行。最后打开GT Simulator3触摸屏仿真软件，载入梯形图然后关联Designer3设计仿真画面，这样所有的结果都会在GT Simulator3的窗口显示。方便直观的观察输出结果,其打开窗口如下图所示。图4.2 打开工程菜单4.3 花式喷水池的仿真结果及结论其在四种花式下喷水池工作仿真结果如下：花式一：花式二：图4.3 仿真运行结果一花式三：花式四：图4.4 仿真运行结果二4.4 设计结论此次所做的花式喷水池，是用PLC来控制其喷水的花式，共有四种花式来提供选择，通过编程、仿真和调试以后，最终能够达到课程设计所要求的目的。这次所做的设计跟实际比较接近，PLC就是用来工业上来控制的，所以通
16、过本次PLC设计，能够将我们所学的成功应用于实际，这是非常重要的，无疑这次课程设计是成功的，达到学以致用的目的。4.5 花式喷水池的仿真分析4.5.1 花式喷水池喷水过程分析 当选择开关在位置“1”时，按下启动按钮后，4号喷水，延时2s后，3号喷水，延时2s后，2号喷水，再延时2s后，1号喷水，再一起喷水15s后停下。若运行在连 续状态时，将继续循环下去；当选择开关在位置“2”时，按下启动按钮后，1号喷水，延时2s后，2号喷水，延时2s后，3号喷水，再延时2s后，4号喷水，再一起喷水30s后停下。若运行在连续状态时，将继续循环下去；选择开关在位置“3”时，按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时
17、3s后，2、4号喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后，14号全喷水，30s后停下。若运行在连续状态时，将继续循环下去；选择开关在位置“4”时，按下启动按钮后，1234按顺序延时2s喷水然后一起喷水30s，1、2、3和4号分别延时2s停止喷水，再延时1s，由4321反向顺序延时2s喷水，然后一起喷水30s停止。若运行在连续状态时，将继续循环下去；当按下停止按钮时，无论出在哪一种花式下都会停止喷水。4.6 设计体会 在整个做课程设计的过程中，学到很多东西，比如说对PLC的掌握越来越好，将PLC运用于实践的能力也越来越好，再比如说，通过编写一个大型的PLC程序，使自己对PLC基本指令的应用越来越娴
18、熟，编程的能力也大大提高。在制作花式喷水池的过程中，遇到的问题也都能自己解决，还能帮助别人解决一些自己力所能及的问题，比如说调试程序，检查线路等等，使自己发现问题、解决问题的能力大大提高，所以通过本次的课程设计，对应用PLC来控制大型工艺工程打下了一定的基础，为今后更好的学习奠定了一定的基础。4.7 教学建议（1） 鼓励学生积极大胆参与科学探究 科学探究是学生参与式的学习活动。要鼓励学生积极动手、动脑，通过自主的探究活动，体验到学科学的乐趣，了解科学方法，获取科学知识，逐步树立科学创新精神。要帮助学生克服怕出错、怕麻烦等思想障碍，同时在比较困难的地方给予具体的指导，使学生能够比较顺利地参与科学
19、探究活动。这样做可以让学生更多地体验到成功的愉悦，避免多次失败产生的消极心理影响。要使学生树立科学的批判精神，敢于质疑。在探究活动开始时可以设置各种问题情境，从而提出问题，并做出合理的假设与猜想。对于学生所提的意义不大的问题和明显不正确的猜想，不要简单地否定。在充分肯定学生积极性的同时还要指出其正确合理的成分，使他看到自己的成绩，增强参与的勇气。（2） 保护学习兴趣，探索因人而异的教学方式有的学生可能天生就不喜欢上理论课，而喜欢动手做实验，陈老师你要充分保护和利用这个积极性，让学生更多的参加实验活动，我们以后出去了理论是拼不过人家的，所以还不如多学一些技术，把技术学精，为以后出去工作打好基础。
20、 最后，在这里感谢陈老师一期来对我们的谆谆教诲，陈老师讲课诙谐幽默、通俗易懂，在陈老师的教导下，我们的PLC技术这门课学的很好，希望陈老师在以后的教学活动中更上一层楼，谢谢！参考文献1史国生，王念春，赵阳.电器控制与可编程控制器技术M.第三版.北京：化学工业出版社，2010.5.100209.Shi GuoSheng,Wang NianChun,Zhao Yang.Electrical control and PLC technologyM.3rd edition.Beijing:chemical industry press, 2010.5.100209.致 谢首先对陈老师的辛勤工作表示由衷的感谢。本课题在选题及进行过程中得到陈老师的悉心指导。论文行文过程中，陈老师多次帮助我分析思路，开拓视角，在我遇到困难想放弃的时候给予我最大的支持和鼓励。陈老师严谨求实的治学态度，踏实坚韧的工作精神，将使我终生受益。再多华丽的言语也显苍白。在此，谨向陈老师致以崇高的敬意和诚挚的谢意，谢谢！
