齐齐哈尔大学毕业设计（论文）
摘要
本文详细介绍了基于OMRON的PLC、变频器和压力变送器控制的恒压供水系统的构成和工作原理。这个控制系统是在传统的水塔供水基础上，采用了压力变送器转换水位信号，送入PLC进行运算控制，能够将控制信号送入变频器来调节供水量，使供水系统实现恒压供水。在算法上，采用了PID运算，将供水水位误差控制在一定的范围内。本文详细讲述了系统硬件结构图、工艺流程图和控制方法，以及各元件的协调控制方法和PID算法及原理，实现了对供水的恒压自动控制，提高了供水质量。
自动控制水位系统在居民小区中应用的优越性体现在设计简易、使用方便、省时省力及成本等多方面，能够满足应用单位的基本要求，提倡推广使用。
关键词：PLC；变频器；水位控制；PID
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Abstract
This article introduced based on OMRON PLC、the frequency changer and the pressure changes the delivering control the constant pressure water supply system constitution and the principle of work. This control system is in the traditional water tank water supply foundation, used the pressure to change delivering to change delivers the water level signal, sent in PLC to carry on the operation control, could control the signal to send in the frequency changer adjustment volume of diversion, caused the water supply system realization
constant pressure water supply. In the algorithm, has used the PID operation, will control the error of the water level what suplly for people in the certain scope. This article elaborated the system hardware structure drawing, the flow chart and the control method, as well as the part coordination control method and the PID algorithm and the principle, have realized to the water supply constant pressure automatic control, improved the water supply quality.
The application superiority of the automatic control water level system manifests in the inhabitant plot in the design, simple, convenient, time-saving reduces effort and the cost and so on, can satisfy the the basic request of application, achieves the promoted use.
Key word: PLC; Frequency changer; water control；PID
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目录
摘要.......................................................... I Abstract ........................................................ II
第一章绪论 (1)
1.1 PLC的发展 (1)
1.2 PLC的基本结构 (1)
1.3 PLC特点 (2)
第二章方案设计 (3)
2.1水位控制常用方法 (3)
2.2确定最终方案 (7)
第三章 PLC水位控制系统设计 (8)
3.1水位控制系统工作原理 (8)
3.1.1水位控制系统的基本要求 (9)
3.1.2水位控制系统的设计要求 (9)
3.2 输入输出参数 (10)
3.3 PLC型号的选择 (12)
3.4 选择变频器及其工作原理 (15)
3.5压力变送器 (17)
3.5.1 压力的简述 (17)
3.5.2 压力传感器的种类 (17)
3.5.3 压力变送器的工作原理 (18)
3.6 PID特点及控制原理 (18)
3.6.1设定PID参数 (20)
3.6.2 PID水位调节的过程 (21)
3.7控制程序设计 (22)
3.7.1程序设计中数据传送和比较指令介绍 (22)
3.7.1.1 数据传送指令 (22)
3.7.1.2 数据比较指令 (23)
3.7.1.3数据存储区（DM） (24)
3.7.2梯形图的编写过程 (25)
第四章软件部分设计 (27)
4.1CPM2A与模拟单元CPM1A-MAD02 .......... 错误！未定义书签。
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4.2 软件编程 (29)
4.2.1 初始化处理 (29)
4.2.2 数据的转换 (29)
4.2.3 编写程序 (33)
4.3 利用PID算法调节电机频率 (37)
4.3.1 PID算法种类的概述 (37)
4.3.2 PID增量式算法计算公式 (37)
4.3.3 PID指令 (38)
4.3.4选择PID回路类型 (39)
结论 (40)
致谢 (41)
参考文献 (42)
第一章绪论
1.1 PLC的发展过程
虽然PLC出现时间不长，但是随着微处理器的出现，大规模，超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC也迅速发展，其发展过程大致可分为三个阶段。早期的PLC称为可编程逻辑控制器。这样的PLC是电电器控制装置的替代物，其主要功能只是执行由继电器完成的顺序控制、定时控制等等。它在硬件以计算机的形式出现，I/O接口电路改进来适应工业生产的需求。设备中的零件主要采用分离元件和中小集成电路，存储器采用磁芯存储器。此外还运用一些其他方法，以提高其性能效果。在软件编程上采用电我们大家熟悉的继电器控制方式—梯形图。因此，早期的PLC 的工作效率要比传统继电器控制装置高，简单易懂，便于安装，体积小，能耗低，有故障指示，能重复使用等。PLC的编程语言—梯形图以其独特性运用至今。微处理器的出现使PLC逐步开始采用微处理器作为PLC的中央处理单元（CPU）。
这样的改进，使PLC的功能明显提升。在软件设计方面，在保持其原有的功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、自诊断等方便实用的新功能。硬件设计方面，保持了原有的开关模块，并特别增加了模拟量快、远程I/O模块、以及各种特殊功能模块。并增加了存储器的存储容量，增加了各种逻辑线圈的数量，同时还提供了一定数量的数据寄存器，使 PLC的应用领域大大扩大。
后来，伴随着大规模集成电路技术出现，微处理器的市场受到严重冲击，各种类型的PLC都采用了微处理器。而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商纷纷开发研制了专用逻辑编程处理芯片。这样使得PLC软、硬功能发生了巨大改变。
1.2 PLC的基本结构
PLC实质是一种专用于工业控制计算机，其硬件结构大体上与微型计算机相同，中央处理单元(CPU)，如图1-1所示。
1.3 PLC特点
(一)可靠性好
1. 抗干扰能力好，适合于在恶劣的生产环境下运行，不需要一般计算机所要求的环境。且所有的I/O 接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC 内部电路之间在电气上隔离。
2. 各输入端均采用R-C 滤波器其滤波时间常数通常为10~20ms。
3. 各模块均采用屏蔽方式以防止辐射干扰。
4. 采用性能优质的开关电源。
5.存储器件的选用。
6.自诊断功能避免机器故障时发生意外。
7.由双CPU 构成冗余系统或有三CPU构成表决系统的大型PLC,可靠性进更强。
(二) 系统采用了分散的模块化结构
1. PLC可以控制各种不同工业现场信号。
2. 有相应的I/O模块与工业现场的相应装置，不同控制可根据需要进行组合，便于扩展；也易于检查故障和维修更换，从而提高了效率。
3. 直接连接，另外为了提高操作性能它还有多种人-机对话的接口模块，
为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块。
(三) 采用了大规模集成电路和微处理器技术
为了实现机电一体化，将其设计得紧凑、坚固、小体积，便于装入机械设备内部，各种工业控制需要除了小型PLC 以外，绝大多数PLC 均采用模块化结构，PLC 的各个部件包括CPU，电源I/O 等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自由行组合。
(四) 编程简单
PLC的编程大多使用面向控制操作的控制逻辑语言。梯形图语言简单易，因此很容易被工作人员所理解和掌握。
(五) 安装简单维修方便
PL不需要特定的场所，能在各种不同环境下直接使用，使用时只要将现场的装置机器与PLC 相应的I/O 端相连接即可使用运行，每个模块上都有运行和故障指示装置，用户可以详细了解其运行状况和查找故障，模块化结构的最大优点，某模块发生故障是用户可以通过掉换模块来使系统迅速恢复正常。
随着人民生活水平不断的提高，对供水系统的要求越来越高。供水系统是城市、农村建设的重要设施。传统的供水方式人工劳动资源浪费的现象比较严重。由于PLC的诸多优点，我们将用PLC改造传统的供水系统，改造后使整个供水系统达到了恒压供水要求，省时省力以大提高了供水的质量。
第二章方案设计
2.1 水位控制常用方法
随着科技不断的发展，越来越多的控制系统应用于各个领域，水位控制的方法有样，如：
1、PLC控制的供水系统
在PLC控制水位系统方面，有很多生活应用技术的例子，哈尔滨工业大学工程专业的李秀忠，在小区供水系统设计中，采用了智能化的控制，整个控制系统运用了三菱的 PLC和变频器，压力变送器等[1]。其特点是：供水系统采用两台水泵交替工作于变频和工频状态，水泵按照先入先出原则，即先接通先断开，当用水量增加时先将原来变频该的水泵切换为工频运行，同时增加一台水泵为变频；用水量减少时，将先启动的水泵停机。每台水泵变
频工频运行概率相同，以避免某台水泵长期不运行而意外情况发生。
图2-1 PLC水位控制系统
2、继电器的水位控制系统
基于单片机控制水位系统，主要是应用继电器来监控水位，通过电路控制进水的开始或停止[2]。该系统的特点是：
探测水位的传感器是采用浮子水位传感器，简图如2-2所示，其系统位式控制原理包括上限和下限位式控制。当水位达到下限时，报警灯亮，同时供水电机启动运转，开始供水。当水位达到上限时，报警灯闪烁，电机自行切断电源，停止供水。
因为该系统的水位控制只基于上限、下限位控制，只适合于较简单的水位控制系统，所以不采用本系统作为选择的方案。
图2-2 浮子水位传感器
图2-3继电器的水位控制系统
3、DCS的水位控制系统
DCS是分散控制系统的简称，它是由一个过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机、通讯、显示和控制等技术，基本原理是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
DCS系统在水位控制方面，是具有全面综合能力系统，控制方面广泛，整个控制是分散控制、集中操作、分级管理。但是，其系统造价昂贵，适合于大型企业在控制多方面管理系统中，适合应用于较复杂的供水系统，所以不采用DCS系统控制水塔水位。
图2-4 DCS的水位控制系统作为水位控制的方法在传感器方面也是很多，例如：
1、上下限位式控制
简单的控制上下限的位式控制系统应用的例子很多，例如物业公司用于水塔、水池、水库等方面，其特点是：采用工控单片机作为主控部件，具有全量程范围设置的上、下限位，仪表内置声光报警器。
2、PID调节控制
PID控制最为当今的工控行业的主导控制方式，应用此技术进行控制有很多[3]。其特点是：
在进水管的水流量随时间不断变化的状态下，运用PID调节控制出水管阀门的开口大小，使水箱内的水位保持在水满时液位的一半，控制精度较高，减小水位调节误差。
3模糊控制
模糊控制是根据规则的控制，它的基本思想就是利用计算机实现人的控制经验，而人的控制经验的语言的表达的控制规则又带有一定的模糊性[4]。
其特点是：
模糊控制不仅可以避开复杂的数学模型，还能够得到较好的暂特性及较好的超调量。
在水位控制系统中，一定要有检测水位的装置，才能传递所对应的执行动作。而做为检测装置的传感器，更是由各种不同的检测方式而生产出多种的产品，例如：
1、位式传感器
这种传感器仅在水位的上限和下限位置安装一个开关量的传感器，来实现自动开启及闭合开关来实现控制的控制元件。
2、接触式传感器
接触式传感器有压力传感器，主要安装在容器的底部，在容器中需有安装孔，或使用投入式压力传感器，投入到液体当中，检测水的压力。其特点是：利用膜片所受到的压力使膜片产生与介质压力成正比的微小位移，将其转换成与压力对应的标准工业信号。因为膜片采用高性能的工业陶瓷，所以传感器具有很强抗冲击和抗过载能力。
3、非接触式传感器
非接触式的传感器有超声波传感器，它是利用压电晶体的谐振来工作的。通过超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，在空气中传播，当碰到水位液面即刻返回，接受器接受到反射波就立即计时停止，通过计算得出液位的高度。其特点是：
指向性强、能量消耗慢，精度高，检测迅速等。在检测系统中得到广泛的应用。
2.2 确定最终方案
本次设计是在原小区供水系统的基础上进行改造的，原小区的供水水塔高度为5米，采用的控制方式为位式控制，只能简单的实现水位的上下限控制，控制方法是循环式的，很容易发生停水或水溢出的现象，必须有操作人员经常检查系统工作状况。
根据原小区的供水系统和水位的控制要求，经过以上的各种控制系统及所应用元件以及文献的参考，选择陶瓷膜片式压力传感器送出0-1V的信号，拟采用PLC和变频器及PID来进行水位调节，以实现恒压水位控制。
第三章PLC水位控制系统设计
3.1 水位控制系统工作原理
安装于水塔底部上的压力变送器将受到的压力P1检测值转换为0-10V的电压信号送入PLC，通过PLC转换送出4-20mA的电流信号传给变频器与压力设定值P进行比较，产生一个偏差值，经内部PID运算输出一个信号去控制变频器的输出频率，从而控制电机转速改变进水流量，使管道所受到的压力恒定，从而保持水位恒定。
当用水量不大时，在初始恒定状态瞬间，进水量大于排水量，水位必然上升，管道压力增大，通过压力信号检测、变化、传送及PID运算，发出信号，控制改变变频器输出频率，使电机转速降低，减少进水量，使水位将到设定值，达到平衡。
当用水量增大时，排水量大于进水量，水位下降，管道所受到的压力降低，同理经过比较计算，改变变频器的输出频率，使电机转速增大，使进水流量增大，从而使水位上升，调节水位到平衡。
如此快速不断的运算，反复调节，使进水和出水量保持一定的比例关系，基本控制水位保持在设定的位置。
当压力传感器发生故障时，PLC接受不到压力变送器输出的电信号或电信号不在接受电流范围内，亦不能传送到变频器通过PID运算，这样会导致水位高涨溢出或者水位下降供水不足。这时，切换到位式控制系统中，当水位达到设定的上限值4.5m，由位式传感器发出信号Pu，信号传送到PLC，发出报警信号，切断电源，电机停止工作。当水位达到下限值0.5m时，由液位式传感器发出信号Pd，同样由PLC发出报警信号，启动电机开始供水。这样就可以不给供水造成较大的麻烦，及时进行维修、调试，重新启动自动控制系统，正常运行。
图3-1系统供水结构框图
3.1.1 水位控制系统的基本要求
该供水系统是针对某个小区自己供水使用的系统，需要控制的水塔高度为5m，正常使用工作时，将水位保持在4m，水位最高不超过上限4.5m，水位下限最低不低于0.5m。系统采用恒压供水，在要求恒压的条件下，必然有误差的产生，因此要求水位给定偏差在正负0.2m的范围内。水塔工作的具体参数如下：
水塔水位高度范围0-5m
水位控制高度 4m
水塔容量50t
进水阀最大进水量25t/r
出水阀最大出水量10t/r
进水阀流量可调度0-100%
水位上限高度 4.5m
水位下限高度 0.5m
3.1.2 水位控制系统的设计要求
整个控制系统要求以PLC作为水位控制核心，利用压力压力传感器检测水位，将检测信号经压力变送器转换为0-10V电压信号送到PLC，经变频器与设定值进行比较，通过PID运算，控制水位保持在一定的高度。当压力传感器
发生故障时，可由水位上下限进行位式控制，当水位达到上限，发出信号传送到PLC发出报警信号并切断电源，使电机停止工作。当水位达到下限，发出信号传送到PLC发出报警信号可实现手动打开进水阀门。
本文中是针对输入小区自己供水的水塔设计，需说明出水阀门正常供水是保持常开，排水量是多家用户用水量而定。
根据系统要求，设定其工作过程为：
系统供电后，电机工作，开始供水，进水量最大，变频器启动，由压力变送器输入信号送到变频器，经变频器内部PID运算控制电机转速，控制水位控制在4m，当压力传感器发生故障时，无法采集到压力信号，变频器无法调节电机转速控制进水流量，此时就切换到上限下限位式控制系统，当水位达到上限4.5m时，由水位上限传感器发出信号送入PLC，同时发出报警信号，电机停止工作。当水位达到下限0.5m时，同理发出报警信号，手动开启进水阀门。3.2 输入输出参数
表3-1 I/O分配表
本次设计中，将液位传感器达到上限的信号K1接入PLC输入端子00000通道（000），将液位传感器达到下限的信号K2接入PLC输入端子00001通道（000），将手动关闭进水阀门信号SB1接入输入端子00002通道（000），将手动打开进水阀们信号SB2接如输入端子00003通道（000）将变量水位压力值信号P1接入PLC输入端子00200通道（002），将可调电机转速信号B接入PLC 输出端子01200通道（012），将上限报警灯信号Ru接入PLC输出端子01000通道（010），将下限报警灯信号Rd接入PLC输出端子01001通道（010），将断开电源信号DD接到输出端子01002通道（010），将关闭进水阀门信号GQ1接到输出端子01003通道（010），将打开进水阀门信号KQ1接到输出端子01004通道（010）。
所有的开关量信号，接入PLC输入的0通道，模拟量信号接入PLC输入的模拟单元2通道。开关量信号输出信号接到PLC输出的10通道，模拟量输出信号接到PLC模拟单元的012通道。
硬件连线图如图所示：
图3-2硬件连线图
3.3 PLC型号的选择
目前，国内外生产的PLC种类繁多，其指令系统、容量、编程方法、结构型式各有不同，适应场合也各有侧重，因此，合理地选择PLC是提高控制系统的经济指标最重要的一个环节[5][6]。
PLC的选择包括机型的选择、I/O模块、电源模块选择等几个方面。
1、机型的选择
机型的选择的基本原则是满足控制系统的功能要求。
2、容量的选择
PLC的容量是指用户存储器的存储容量和I/O点数两个方面的含义。
PLC的特点之一是使用方便灵活，当被控设备工艺过程改变或调整控制方案时，不必改变PLC硬件设备，只需要用编程器重新修改程序就能满足新的控制要求，因此选择存储器容量和I/O点数时都应保留有一定的余量。
确定I/O点数的时候，首先要保证PLC有足够的输入及输出点数，并留有一定的备量，一般要求有10%的备量。
3、I/O模块的选择
对于I/O模块除了确定点数之外，还要考虑其相应的电路和性能。不同功能的I/O模块，其电路和性能不同，并能直接影响PLC的应用的范围和价格。
根据系统的控制任务、系统的功能要求、经济因素以及PLC的性能、功能、运行速度和性价比等方面，决定选用OMRON系列中CPM2A系列PLC，该PLC的特点是：指令系统功能强大，可利用梯形图编写语言、编程简单易掌握、特殊功能模块品种多、使用方便、造价低，有明显的价格优势。
在CPM2A系列中，根据I/O口的数量以及备用口，选用的PLC类型为40点I/O，输入24点，输出16点，型号为CPM2A-40CDR-A输出形式：继电器，电源DC24V。
输入端子用于连接输入设备 24个输入点00000-00011和00100-00111，共用一个COM端。00003、00004为中断输入端子。当00000-00002作为高速计数输入端子时，计数输入端00000、00001的计数频率单相最高为5KHZ，两相最高为2.5KHZ。输出端子用于连接输出设备。 16个输出点，01000-0107和01100-01107。
主机面板的中部有4个工作状态显示LED，其作用分别是：
①PWR（绿）：电源的接通或断开指示。电源接通时亮，电源断开时灭。
②RUN（绿）：PLC的工作状态指示。PLC处在运行或监控状态时亮，处在编程状态时或运行异常时灭。
③ERR/ALM（红）：严重错误和警告性错误指示。这两种显示共用一个LED。PLC 出现严重错误时LED常亮，此时PLC停止工作且不执行程序；PLC出现经过性错误时，LED闪烁，但PLC继续执行程序；运行正常时该LED灭。
④COMM（橙）：通信指示灯。PLC与外部设备通信时常亮，不通信时灭。
输入/输出点显示LED
每个输入点都对应一个LED，当某个输入点的LED亮时，表示该点状态为ON。
每个输出点都对应一个LED，当某个输出点的LED亮时，表示该点状态为ON。I/O点的LED指示为调试程序、检查运行状态提供了方便。
模拟量设定电位器
两个模拟量设定电位器0、1位于面板的左上角，可预置参数，范围为0-200（BCD）。
外设端口
通过外设端口可以连接编程器等外部设备，也可以通过RS232C或RS422通信适配器连接其他PLC或上位机以构成网络。
扩展连接器
CPM1A系列中，I/O点为30点和40点的主机有扩展连接器。该扩展连接器用于连接各种扩展单元，如I/O扩展单元、特殊功能单元和I/O连接单元等。可以同时连接不同的类型的扩展单元，但总数不能超过三台。对于特殊功能单元TS002、TS102，则只能连接其中的一个，且扩展单元的总数不能超过两台。
CPM2A系列PLC的功能简介
1、CPM2A PLC具有丰富的指令系统，其基本指令有17条，应用指令有136
条。除基本逻辑控制指令、定时器/计数器指令、移位寄存器指令外，
还有算术运算指令、逻辑运算指令、数据传送指令、数据比较指令、数
据转换指令、高速计数器控制指令、脉冲输出控制指令、中断控制指令、
子程序控制指令、步进控制指令及故障诊断指令等。CPM2A系列的指令
系统功能强大、简单易学、编程方便。[8]
2、模拟设定电位器功能
在主机面板的左上角有2个模拟设定电位器，用螺丝刀旋转电位器时，
可将0-200（BCD）的数值自动送到特殊辅助继电器区域，模拟设定电
位器0的数值送入250通道，模拟设定电位器1的数值送入251通道。
当定时器/计数器的设定值采用250通道或251通道设置时，其设定值
就可以方便地进行变动。
3、输入时间常数设定功能
CPM2A系列PLC输入电路设有滤波器，可减少外部干扰对其工作可靠性
的影响。滤波器时间常数的范围为 1ms/2ms/4ms/8ms/16ms/32ms/
64ms/128ms（缺省设置为8ms），可根据需要设置其大小。
40点的主机如图3-3所示：
图3-3 CPM2A40点主机
3.4 选择变频器及其工作原理
变频器是保证电机在原有性能的情况下，通过改变电机的供电频率和电压方式，实现电机转速的调节现代电子设备。
变频器的选择应考虑变频器的型式选择和容量选择两个方面。其总的原则是必须保证可靠地达到工作要求，还要经济实惠。
根据功能可以将通用的变频器分为三种类型：普通功能型U/f控制变频器、具有转矩控制功能的高性能型U/f控制变频器和矢量控制高性能型变频器。变频器类型的选择要根据负载的要求进行[7][8]。
目前，变频调速生活给水在建筑给水中应用越来越广，其主要原因是：
1.变频调速给水的供水压力可调，可以方便地满足各种供水压力的需要。在设计阶段可以降低对供水压力计算准确度的要求，因为随时可以方便地改变供水压力。但在选电机时应注意，因为变频调速其最大压力受水泵电机限制。最低使用压力也不应太小，因为水泵不允许在低扬程大流量下长期超负荷工作，否则应加大变频器和水泵电机的容量，以防止发生过载。
2.目前，变频器技术已很成熟，在市场上有很多国内外品牌的变频器，这为变频调速供水提供了充分的技术和物质基础。变频器已在国民经济各部门广泛使用。任何品牌的变频器与变频供水控制器配合，即可实现多泵并联恒压供水。因为建筑供水的应用广泛，有些变频器设计生产厂家把变频供水控制器直接做在供水专用变频器中；这种变频器具有可靠性好，使用方便的优点。
3.变频调速恒压供水具有优良的节能效果。
由水泵－管道供水原理可知，调节供水流量，一般有二种方法；一是节流
调节，供水阀调大，水位上升；水阀调小，水位下降。调节流量的第二种方法是调速调节，电机转速升高，提高供水增加；转速降低，流量降低，如果用水流量经常变环境场合(例如生活用水)，采用调速调节流量，具有优良的节能效果。由多泵并联恒压变频供水理论可知多泵并联恒压供水，只要其中一台泵是变频工作，其余全是工频工作，可以实现恒压变量供水。在变频恒压变量供水当中，变频电机带动的泵的流量是变化的，当该泵是各并联泵中最大，即可保证恒压供水。多泵并联恒压供水，在设计上可做到在恒压条件下各个工频工作的泵的效率不变(因工况不变)，并使之处于高效率区工作，变频泵的流量是变化的，其工作效率随流量而改变。因为采用多泵并联恒压供水，变频电机的功率降低，从而可以降低多泵并联变频恒压供水系统的能耗，改善节能状况。
当多泵并联恒压供水系统采用具有自动睡眠功能的变频器，当用水流量接近于零，变频电机能够自动睡眠停机，从而可以做到不用水时自动停机而没有能量损耗，具有最佳的节能效果。
另一种变频供水模式通常叫做恒压变量循环状启动并先开先停的工作模式。在这种供水模式中，当供水流量少于泵流量时，在恒压工频下的流量时，由变频器自动调节电机转速供水，当用水流量增大，电机的转速升高。当电机的转速升高到工频转速，由变频供水控制器控制把该台水泵切换到由工频电网直接供电(不通过变频器供电)。变频器则另外启动一台并联泵投入工作。随用水流量增大，其余各并联泵均按上述相同的方式软启动投入。这就是循环软启动投入方式。
当用水流量减少，各并联工频泵按次序关泵超出，并泵超出的顺序按先投入先关泵超出的原则由变频控制器单板计算机控制。
由上述可见，对于变频恒压变量给水通常有两种工作模式，一是变频泵固定方式，二是变频循环软启动工作方式。在变频泵固定方式中，各并联水泵是按工频方式自动投入或超出的。因为变频泵固定不变，当用水流量变化，变频泵始终处于运行状态，因此变频泵的运行时间最长。为了均衡各水泵的运行时间，对于变频泵固定运行方式，可以设计成变频泵定时轮换运行方式。即当某一台变频泵运行一定时间后，由变频控制器控制变频泵自动进行轮换。例如：开始时1泵变频，2－ 3泵工频，当1泵变频运行T时间后(T可按序设定)自动轮换为2泵变频，3－1泵工频；在此状态下运行T时间后自动轮换为3泵变频，1－2工频。如此反覆进行定时轮换。
- 学院：电子与信息工程学院 专业：电气工程及其自动化 课程名称：花式喷泉的PLC控制设计 指导教师：刘芳梅 学生学号：华进049 段石磊096 付成028
1喷泉介绍 常见的几种花样喷泉 随着时代的发展，科技水平的提高，城市的喷泉设备已经十分先进，各种音乐喷泉、程控喷泉、激光喷泉已经层出不穷，变化多端。规模可大可小，射程可高可低，喷出的水，大者如珠，细者如雾，变化万千，引人入胜。喷泉，使静水变为动水，使水也有了灵魂，又辅之以各种灯光效果，使水体具有丰富多彩的形态，可以缓冲、软化城市中“凝固的建筑物”和硬质的地面，以增加城市环境的生机，有益与身心健康并能满足视觉艺术的需要。大型城市广场中的人工动态喷泉，也多来自自然的种种水态，如瀑布、水帘、溢流、溪流、壁泉等，随着科学技术的发展进步，各种喷泉真是花样翻新、层出不穷，几乎达到了人们随心所欲创造各种晶莹剔透、绚丽多姿动态水景的程度。喷泉在当今时代，已经形成了一道独特的人文景观。下面是一些我们日常生活中常见的喷泉： 音乐喷泉是音乐和喷泉的结合，音乐是喷泉的主题，喷泉是音乐内涵的表达，如图1-1 图1-1音乐喷泉 程控喷泉是按照预先编辑的程序定时变换喷水造型，如图1-2。 图1-2程控喷泉 跑动喷泉是按照时序控制喷水，构成各种跑动、跳动、波动等形态，变化多端，如图1-3 图1-3跑动喷泉
可是用单片机通过可控硅作为功率开头元件实现花样喷泉时存在下面的缺点： 1、需要较多的保护电路；2、程序的增减不灵活；3、抗干扰能力差； 4、功率因数低。 而采用PLC能有效的解决这些问题，同时PLC具有较强的自诊断功能，能迅速方便检查出故障，缩短检修时间，确保控制系统的可靠性，稳定性。 花样喷泉的动作状态 1.按下启动按钮，喷泉开始工作；按下停止按钮，喷泉停止工作； 2.喷泉的工作方式由花样选择开关和单步/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，考虑以下4种喷水花样： 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，在延时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，则停下来；如果为连续工作方式，则继续循环下去。 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，在延时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，则停下来；如果为连续工作方式，则继续循环下去。 花样选择开关在位置3时，按下启动按钮后，1号、3号喷头喷水，延时3s后，2号、4号喷头喷水，同时1号、3号喷头停止喷水。如此交替运行15s后，4组喷头全部喷水，30s后，如果为单步工作方式，则停下来；如果连续工作方式，则继续循环下去。 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，依次间隔2s停止喷水。在经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，则停下来；如果为连续工作方式，则继续循环下去。 2 PLC的研究现状 PLC的应用领域 目前PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类: 1、开关量的逻辑控制 这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 2、模拟量控制 在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都
毕业设计（论文） 题目基于PLC的音乐喷泉 控制系统设计 专业电气工程及其自动化 班级 11电气2班 学生张军（20113264 ） 指导教师李林 职称工程师 高科学院 2015 年
摘要 摘要 音乐喷泉是近年来出现的一种园林建筑与花式观赏相结合的一种产物，它集合声、光、色、形于一体，并产生千变万化的水景。随着可编程控制器的迅速发展，音乐喷泉对控制系统的要求也越来越高，使得越来越多的控制部分需要用可编程控制器来实现。 本课题结合任务书的要求，以音乐喷泉为研究对象，采用三菱PLC作为喷泉的控制器。设计的控制方式有两种：一种是固定程序运行方式。是按事先设计好的步骤一步一步进行，循环执行。另一种控制方式是通过音乐控制喷泉。是通过PLC的中断程序采集播放音乐的音频信号，PLC对采集的音频信号进行标准化算法，将运算的数据转换成模拟量，通过模拟量输出口输出去控制变频器的输出频率，从而控制水泵转速，达到控制喷泉水柱的高低跟随音乐强弱的变化。 本次设计对音乐喷泉控制系统的总体功能进行了分析，并且对可编程控制技术、变频控制技术的应用、发展趋势作了简要介绍，以及音乐喷泉控制总体设计方案、电气系统的整体设计和PLC程序设计思路、变频参数设置。本次设计改善了音乐喷泉系统的控制品质，提高了音乐喷泉控制系统的稳定性。 关键词：音乐喷泉，控制系统，可编程控制器，变频器
ABSTRACT ABSTRACT In recent years, music fountain is the emergence of a garden building combined with a fancy watch a product, its collection of sound, light, color, shape, and generates kaleidoscope waterscape. Along with the rapid development of the programmable controller, music fountain is becoming more and higher to the requirement of control system; make more and more need to use PLC to realize control part. This topic combined with the requirements of the specification, with music fountain as the research object; adopt Mitsubishi PLC as the controller of the fountain model. Design of the control method has two kinds: one is fixed program operation mode. According to design a good steps in advance step by step, execution cycles. Another way of control is through the music fountain control. By PLC interrupt program audio signal collection and play music, audio signal of PLC to standardize algorithm, the algorithm of data into analog and output by analog output to control the output frequency of frequency converter, so as to control water pump speed, to control the fountain water column height to follow music strength changes. The design of music fountain control system's overall function is analyzed, and the programmable control technology, the application of variable frequency control technology, the development trends are briefly introduced, as well as the music fountain control overall design, the overall design of the electric system and PLC program design and parameter setting of inverter. This design improves the music fountain system control quality; improve the stability of music fountain control system. KEY WORDS: Musical fountain，Control system，PLC，frequency
电气控制与PLC课程设计总结报告 题目：①设计具有指定功能的全自动洗衣机 ②设计传送带故障停止控制 学生姓名： 系别：电气信息工程系 专业年级： 2008级电气工程及其自动化专业1班 指导教师： 2011年7月 2 日
①设计具有指定功能的全自动洗衣机 一、设计任务与要求 1、设计一台具有指定功能的全自动洗衣机； 2、控制要求 全自动洗衣机有三档水位选择：上、中、下。按下启动按钮，选择水位，进水阀打开，开始进水。水位高度达到该档水位后，该档位传感器被触发使进水阀关闭，停止进水。开始自动进入洗衣程序。 洗衣程序为：（洗衣）电动机正转洗涤6s，暂停，暂停2s后，反转洗涤6s，暂停，暂停2s后，完成一次循环。按此规律循环5次。接着打开排水电磁阀，开始排水。排水一定时间后，开始进入脱水程序（脱水过程中排水电磁阀始终打开）。脱水完毕后，排水电磁阀关闭，接着进水电磁阀打开，档位自动记忆为第一次洗衣时所选择的档位。重复上述洗衣，排水，脱水流程，至结束。 二、方案设计与论证 按下启动按钮后，选择水位，洗衣机开始进水。当到达限定水位（如高水位或中水位），PLC关闭进水阀停止进水，并开始正转，正转洗涤6s后暂停，暂停2s后开始洗涤反转，反洗6s后再暂停2s；如此循环五次。循环满5次后，则开始排水。当水排空时（排水时间结束），开始脱水。脱水10秒后再循环一次。 脱水10s后即完成一次从进水到脱水的大循环过程。2次大循环后程序结束，停机。在PLC工作过程中的任何阶段，按下停止按钮，洗衣机将停止当前所执行的任何程序指令，并恢复至开始状态。此外，还可以加装手动排水按钮，实现功能扩展。 三、电路设计与参数计算 1、I/O分配表
摘要 城市规模不断扩大，城市的交通问题也变的日益突出，如堵车问题，城市交通问题也越来越引起人们的关注，人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。为了解决交叉口混合交通流中的相互影响或彼此的相互影响，我们可以合理的设置交叉路口的红绿灯系统，帮助疏导交通流，从而有效的减少交通阻塞等问题，并为行人的安全提供强有力地保障。 现在，城市的红绿灯基本上都是程序控制，在实际使用中采用可编程序控制器（PLC）控制占很大比例，其主要原因是因为PLC具有简单易懂、操作方便、可靠性高、通用灵活、体积小、使用寿命长等一系列的优点。本设计介绍了应用PLC实现十字路口交通信号灯的自动控制。通过对交通信号灯的控制要求分析，对PLC控制系统进行了软、硬件设计，并通过仿真实验证明该系统的实用性，利用PLC对十字路口交通灯进行模拟控制，从而能够对真正的十字路口交通灯控制系统有更深入的了解。 关键词：可编程序控制器、十字路口、交通灯控制
1 概述 1.1引言 当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。 1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。 信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。
《电气控制与可编程控制技术》 课程设计 （2009级本科） 系（部）院：物理与机电工程学院 专业：电气工程及其自动化 作者姓名： 指导教师：职称：副教授 完成日期：2012 年12 月14 日
课程设计任务书
目录 一、引言 (1) 二、设计目的 (1) 三、设计任务及要求 (1) 3.1 设计要求： (1) 3.2 设计任务： (2) 四PLC的选型 (3) 4.1 PLC的选型原则 (3) 4.2 PLC选型 (4) 五、硬件设计 (4) 5.1设计步骤： (4) 5.2 PLC的I\O分配表 (4) 5.3 控制面板图 (5) 5.4系统I/O口接图 (6) 六控制程序设计 (7) 6.1控制程序流程图设计 (7) 6.2 程序说明 (7) 6.3 程序梯形图 (7) 七系统仿真与调试 (11) 7.1仿真及调试的步骤 (11) 7.2 过程演示 (11) 八总结 (14)
九参考文献 (15)
一、引言 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。 二、设计目的 通过对自动喷泉PC －PLC 控制系统的工作原理的分析、系统设计、编程、及上机调试工作的实践，了解电器控制系统的一般设计思路，熟悉和掌握外围电路系统和软件设计的方法，并掌握利用PC 对PLC 工作状况进行监控的方法。 三、设计任务及要求 3.1 设计要求： 有16个彩灯代表16个喷头，有4个选择按钮，如下图1-1所示。采用S7-200PLC 进行控制，实现四种以上的自动喷泉花样。 彩 灯 按钮 SB1SB2SB3SB4
PLC课程设计报告 绪论 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素、过流/ 过压/ 过载保护等功能。变频器的主电路大体上可分为两类: 电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容; 电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。变频器主要优点在于其调速的平滑性，在现代工业中的应用日益增多，变频器可以通过将固定频率的交流电通过整流和逆变变为频率可变的交流电压，进而改变电机的运行状态。 随着现代电力电子技术及计算机控制技术的迅速发展，电气传动技术得到了空前的发展。交流调速取代直流调速，计算机数字控制取代模拟控制已成为发展趋势。交流电机变频调速是当今节约电能，改善生产工艺流程，提高产品质量，以及改善运行环境的一种主要手段。变频调速以其高效率，高功率因数，以及优异的调速和启制动性能等诸多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。 1 一. 设计要求: 我们实际中应电机调速的方面非常之多，将实际生产中得到广泛应用的变频器与所学的电机拖动课程相结合, 得以了解交流电动机的变频调速性能, 可使学生将所学过知识通 实验过程中的调试, 与发现解决问题等这一完整的实过理论与实际联系起来，从动手接线, 验过程，培养学生正确的设计思想，使学生充分发挥主观能动性，去独立解决实际问题，以达到提升学生的综合能力、动手能力、文献资料查阅能力的作用，从
而培养和提高学生的独立工作能力及解决实际问题的能力。本实验加深对三相异步电动机的认识, 并熟悉变频器接线与工作原理。 要求：有一台三相异步电动机，用PLC控制变频器实现多段速度的控制，通过变 频器参数设置和外端子接线来控制变频器的运行输出时间来达到电动机多段速度运行控制的目的。 步骤： 1. 给出主电路与控制电路的连接图; 2. 设备、工具和材料的准备; 3. 安装接线及运行调试; 4. 注意事项; 5. 相关功能参数的设定及操作。 二. 设计任务和目的： 了解“三相异步电动机变频调速系统设计与调试”的工作原理; 培养解决实际工程技术问题的能力; 培养综合应用所学知识的能力、独立工作能力和团结协作能力; 掌握根据工艺要求设计较复杂的、现代化的电气控制系统的方法，并会调试与操作。熟悉变频器的基本使用控制要求; 掌握变频器的多段速度控制的连接与有关参数的设置;掌握面板操作和外部端子的多段速度控制运行技能。熟悉欧姆龙PLC 的基本使用要求和编程方法，并能结合PLC和变频器实现电机的自动多速段运行控制. 三. 控制要求： 按照下图所示要求，用PLC来控制电机的多段速运行，开始启动后，电机先加速1.2s, 然后保持5s, 再加速1.2s, 保持5s, 之后开始减速1.2s. 再保持5s, 减速到电机停止.能实现 2
安徽机电职业技术学院 基于PLC控制的花样喷泉 毕业生姓名： 指导教师、职称： 学号： 专业名称：生产过程自动化技术
目录 目录 (1) 引言.......................................................................................... 错误！未定义书签。 一. PLC 概述............................................................................. 错误！未定义书签。 1.1 PLC 的产生................................................................... 错误！未定义书签。 1.2 PLC 的结构................................................................... 错误！未定义书签。 1.3 PLC 的应用领域............................................................ 错误！未定义书签。 1.3.1 开关量的逻辑控制............................................... 错误！未定义书签。 1.3.2 模拟量控制 (3) 1.3.3 运动控制............................................................. 错误！未定义书签。 1.3.4 过程控制 (4) 1.3.5 数据处理............................................................. 错误！未定义书签。 1.3.6 通信及联网 (5) 1.4 PLC 的应用特点 (5) 1.4.1 可靠性高 (5) 二、概述及设计目的 (7) 2.1 概述 (7) 2.2 设计目的 (7) 2.3 研究思路和方法 (8) 三、花样喷泉系统的设计 (9) 3.1 PLC 型号的选择 (9) 3.1.1 合理的结构型式 (9) 3.1.2 安装方式的选择 (9) 3.1.3 相应的功能要求 (10) 3.1.4 响应速度要求 (10) 3.1.5 系统可靠性的要求 (10) 3.1.6 机型尽量统一 (11) 四、PLC 的工作原理 (12) 4.1 扫描技术 (12) 4.2 输入采样阶段 (12) 4.3 用户程序执行阶段 (12) 4.4 输出刷新阶段 (13) 五、花样喷泉I/O 分配表及程序设计 (14) 5.1 I/O 分配表 (14) 5.2 程序初始化 (15)
长江大学工程技术学院柔性加工系统综合实训 （2016-2017学年第1学期） 学院机械工程学院 专业班级机械61303班 学生姓名*** 序号** 指导教师肖雪/讲师，***/讲师
完成时间2016年**月**日
目录 1实训目的与任务 ..................................... - 0 - 2 实训要求........................................... - 0 - 3 实训内容........................................... - 0 - 交通灯的时间控制................................. - 0 -不同尺寸的部分分检............................... - 4 -钻孔............................................. - 15 -部件供给........................................ - 18 -输送带控制....................................... - 21 -自动门操作....................................... - 27 -舞台装置......................................... - 30 -部件分配......................................... - 37 -4 实验室实训内容.................................... - 45 - 实训要求......................................... - 45 -系统结构组成..................................... - 46 -
《电气控制技术》课程设计说明书自动喷泉PLC控制系统设计 学院：电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师：职称 专业：电气工程及其自动化 班级： 学号： 完成时间：
湖南工学院电气控制技术课程设计课题任务书 学院：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化
1 绪论 1.1课题研究背景 随着城市化进程的加速，花式喷泉可以在人们周围随处可见。比如广场，大厦，小区等。花式喷泉是人造小气候，在炎热的夏日可以起到增湿和降温的作用；也为水体充氧，有利于水体增加自净能力，起到防止水体黑臭的作用。 花式喷泉运行的灵活性是评价花式喷泉优劣的关键，而这与花式喷泉的控制系统息息相关。花式喷泉可以根据自己的设计，设计出各种各样的花样，加上灯光，能给人有种不错的视觉享受。 1985年国际电子委员会（iec）对plc的定义如下： Plc是自动控制技术，计算机技术和通讯技术于一体的一种新型工业控制装置，已跃居工业自动化三大支柱（plc、robot、cad/cam）的首位。可编程控制器，简称plc。它在集成电路、计算机技术的基础上发展起来的一种新型工业控制设备。具有1.可靠性高、抗干扰能力强2.设计、安装容易3.维修工作量少4.功能强、通用性好5.开发周期短、成功率高6.体积小、重量轻、功耗底等特点。具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，已经广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为工业生产自动化的支柱产品。与继电——触发器系统相比系统更加可靠;价格上能与继电——接触器控制系统竞争；易于在现场变更程序；便于使用、维修、维护；能直接推动电磁阀、接触器与之相当的执行机构；能向中央执行机构。 因此，进行花式喷泉的plc控制系统的设计，可以推动喷泉行业的发展，扩大plc在自动控制领域的应用，具有一定的经济和理论研究的价值。 1.2课题设计的目的和意义 随着我国经济的高速发展，微电子技术，计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，交流变频调速技术已经进入个崭新的时代，其应用越来越广。而随着我国城市化进程的加快和人口大量集聚，环境越来越重要，好的环境能使心身愉快，做事效率提高。其中喷泉可以湿润周围空气，减少尘埃，降低气温。喷泉的细小水珠同空气分子撞击，能产生大量的负氧离子，有益于改善社区面貌和增进居民身心健康。
PLC课程设计 课题：配料车控制系统程序学院：计算机科学学院 专业：自动化四班 学号：11091249 姓名：陈丽圆 指导老师：樊金荣陈勉
引言 随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，人们已经对越来越多的事物不是进行手动操作，而是进行人工智能控制。例如智能机器人以及立体式存储仓库的产生等等，一改往日以前人们取料时间长，难度大，效率低等缺点。 本次课程设计题目配料车控制系统程序设计也正是在这样的背景下应运而生的，本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理，PLC控制电路的设计方法以及继电器—接触器控制电路的PLC改造方法。掌握机电传动控制系统中继电器—接触器控制和PLC控制的基本原理，设计方法及两者的关系。掌握常用电器元件的选择方法。具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。运用所学的可编程控制器的相关知识在实验电路板上实现小车取料的控制。改变以往人工取料时间长，难度大，效率低的缺点。提高工作效率，节省人力资源。 可编程序控制器（Programmable Logic Controller）是以微处理器为核心，综合了微电子技术、自动化技术、网络通讯技术于一体的通用工业控制装置。英文缩写为PC或PLC。它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力，更得到用户的好评。因而在机械、能源、化工、交通、电力等领域得到了越来越广泛的应用，成为现代工业控制的三大支柱（PLC，机器人和CAD/CAM）之一。 初期的PLC只是用于逻辑控制的场合，代替继电器控制系统。随着微电子技术的发展，PLC以微处理器为核心，适用于开关量、模拟量和数字量的控制，它已进入过程控制和位置控制等场合的控制领域。目前，可编程序控制器既保留了原来可编程序逻辑控制器的所有优点，又吸收和发展了其他控制装置的优点，包括计算机控制系统、过程仪表控制系统、集散系统、分散系统等。在许多场合，可编程序控制器可以构成各种综合控制系统，例如构成逻辑控制系统、过程控制系统、数据采集和控制系统、图形工作站等等。 这次课程设计主要对配料车的原理和PLC应用作了简要的说明和概述。
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课程设计总结6篇 plc课程设计总结plc课程设计总结（一）： 和学别的学科一样，在学完plc理论课程后我们做了课程设计，此次设计以分组的方式进行，每组有一个题目。我们做的是机械手臂的plc控制系统。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不明白怎样做。但透过各方面的查资料并学习。我们基本学会了plc设计的步聚和基本方法。分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与潜力。 透过这次设计实践。我学会了plc的基本编程方法，对plc的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对明白的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到plc中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相贴合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对plc的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。 透过合作，我们的合作意识得到加强。合作潜力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责必须的部分，同时在必须的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的
问题，在交流中大家用心发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，用心向同学说明自己的想法。能过比较选出最好的方案。在这过程也提高了我们的表过潜力。 透过此次课设，让我了解了plc梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，也让我了解了关于plc设计原理。有很多设计理念于实际，从中找出最适合的设计方法。 虽然本次课程设计是要求自己独立完成，但是，彼此还是脱离不了群众的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们能够尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一齐。讨论不仅仅是一些思想的问题，还能够深入的讨论一些技术上的问题，这样能够使自己的处理问题要快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样能够方便自己解决问题在设计的过程中我们还得到了老师的帮忙与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆。做事要学思结合。 plc课程设计总结（二）： 和学别的学科一样，在学完plc理论课程后我们做了课
喷泉的PLC控制 学院机电工程学院 专业自动化 姓名 学号
1.系统控制要求 系统要求用两个按钮来控制A、B、C三组喷头工作（通过控制三组喷头的电动机来实现）。系统控制要求具体如下。 当按下启动按钮后，A组喷头先喷5s后停止，然后B、C组喷头同时喷：5s后，B组喷头停止、C组喷头继续喷5s再停止；而后A、B组喷头喷7s，C组喷头在这7s的前2s 内停止，后5s内喷水；接着A、B、C三组喷头同时停止3s，以后重复前述过程。按下停止按钮后，三组喷头同时停止喷水。 下图为A、B、C三组喷头工作时序图 5s 2s 5s A 3s 5s B 10s 5s C 2.确定输入/输出设备，并为其分配合适的I/O端子 输入输出 输入对应PLC端子功能说明输出对应PLC端子功能说明 SB1 X000 启动控制KM1 Y000 驱动A组电动机SB2 X001 停止控制KM2 Y001 驱动B组电动机 KM3 Y002 驱动C组电动机3.绘制喷泉控制线路图
4.编写PLC控制程序 梯形图说明 （1）启动控制 按下启动按钮SB1 X000常开触点闭合辅助继电器M0线圈得电 【1】M0自锁触点闭合，锁定M0线圈供电 【29】M0常开触点闭合，Y000线圈得电KM1线圈得电电动机A运转A组喷头工作 【4】M0常开触点闭合，定时器T0开始5s计时
5s后，定时器T0动作 【29】T0常闭触点断开Y000线圈失电电动机A停转A组喷头停止工作【35】T0常开触点闭合Y001线圈失电电动机B运转B组喷头工作【41】T0常开触点闭合Y002线圈失电电动机C运转C组喷头工作【9】T0常开触点闭合，定时器T1开始5s计时 5s后，定时器T1动作 【35】T1常闭触点断开Y001线圈失电电动机B停转B组喷头停止工作【13】T1常开触点闭合，定时器T2开始5s计时 5s后，定时器T2动作 【31】T2常开触点闭合Y000线圈得电电动机A运转A组喷头开始工作【37】T2常开触点闭合Y001线圈得电电动机B运转B组喷头开始工作【41】T2常闭触点断开Y002线圈失电电动机C停转A组喷头停止工作【17】T2常开触点闭合，定时器T3开始2s计时 2s后，定时器T3动作 【43】T3常开触点闭合Y002线圈得电电动机C运转C组喷头开始工作【21】T3常开触点闭合，定时器T4开始5s计时 5s后，定时器T4动作 【31】T4常闭触点断开Y000线圈失电电动机A停转A组喷头停止工作【37】T4常闭触点断开线圈失电电动机B停转B组喷头停止工作【43】T4常闭触点断开Y002线圈失电电动机C停转C组喷头停止工作【25】T4常开触点闭合，定时器T5开始3s计时 3s后，定时器T5动作【4】T5常闭触点断开定时器T0复位 【29】T0常闭触点闭合Y000线圈得电电动机A运转 【35】T0常开触点断开 【41】T0常开触点断开 【9】T0常开触点断开定时器T1复位，T1所有触点复位，其中【13】T1常开触点断开使定时器T2复位定时器T2复位，T2所有触点复位，其中【17】T2常开触点断开使定时器T3复位定时器T3复位，T3所有触点复位，其中【21】T3常开触点断开使定时器T4复位定时器T4复位，T4所有触点复位，其中【25】T4常开触点断开使定时器T5复位【4】定时器T5常闭触点闭合，定时器T0开始5s计时，以后会重复前面的工作过程。
PLC课程设计心得体会 作为一名机械设计制造及自动化大三的学生，我觉得能做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在作设计，但我们不是艺术家。他们可以抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依.有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。 作为一名专业学生掌握一门或几门制图软件同样是必不可少的，由于本次大作业要求用auto CAD 制图，因此要想更加有效率的制图，我们必须熟练的掌握它。 虽然过去从未独立应用过它，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率好高，记得大一学CAD 时觉得好难就是因为我们没有把自己放在使用者的角度，单单是为了学而学，这样效率当然不会高。边学边用这样才会提高效率，这是我作本次课程设计的第二大收获。但是由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正经过紧张而有辛苦的三周的课程设计结束了．当我快要完成老师下达给我的任务的时候，我仿佛经过一次翻山越岭，登上了高山之颠，顿感心旷神意，眼前豁然开朗． 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础． 说实话，课程设计真的有点累．然而，当我一着手清理自己的设计成果，漫漫回味这3 周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消．虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多，另我有了一中”春眠不知晓”的感悟．通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致．课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱：有2 次因为不小心我计算出错，只能毫不情意地重来．但一想起周伟平教授，黄焊伟总检平时对我们耐心的教导，想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提示自己，一定呀养成一种高度负责，认真对待的良好习惯．这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练． 短短三周是课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，几年来的学习了那么多的课程，今天才知道自己并不会用．想到这里，我真的心急了，老师却对我说，这说明课程设计确实使我你有收获了．老师的亲切鼓励了我的信心，使我更加自信．最后，我要感谢我的老师们，是您严厉批评唤醒了我，是您的敬业精神感动了我，是您的教诲启发了我，是您的期望鼓励了我，我感谢老师您今天又为我增添了一幅坚硬的翅膀． 今天我为你们而骄傲，明天你们为我而自豪15-17 周，院安排我们班搞机械课程设计。刚开始，我对这个也不了解；后来，经老师讲解，安排任务下来，基本上有了个大致了解。但14 周周末，因个人事情比较多，周末就没花时间去看机械设计手册，以致把自己的设计进程落下了一些。15 周开始，部分同学已着手计算，而我周一二基本上久久txt 小说网还是
电气控制技术 课程设计 题目: 自动喷泉的控制系统设计院系名称：电气工程学院 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师：
目录 1系统概述 (1) 1.1设计的目的 (1) 1.2设计内容 (1) 1.3实现的目标 (1) 2方案论证 (2) 2.1方案比较 (2) 2.2方案选择 (4) 3硬件设计 (5) 3.1系统的原理框图 (5) 3.2主电路 (5) 3.3 I/O分配 (6) 3.4 I/O接线图 (7) 3.5元器件选型 (8) 4软件设计 (10) 4.1主流程 (10) 4.2梯形图 (11) 5系统调试 (13) 设计心得 (18) 参考文献 (18) 附录1元件清单 (19) 附录二语句表 (20)
1系统概述 1.1设计的目的 通过对自动喷泉PLC控制系统的工作原理的分析、系统设计、编程、及上机调试工作的实践，了解电器控制系统的一般设计思路，熟悉和掌握外围电路系统和软件设计的方法，并掌握PLC工作状况进行监控的方法. 1.2设计内容 有16个阀门（喷头），有4个选择按钮，如下图所示。实现四种以上的自动喷泉花样 主要内容包括： 1. 设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等； 2. 系统有启动/停止按钮； 3. 实现四种以上的自动喷泉花样控制；（自己定义） 5. 程序结构与控制功能自行创新设计； 6. 进行系统调试，实现自动喷泉的控制要求。 7. 电机3KW,380V 1.3实现的目标 按照设计要求有16个彩灯代表16个喷头，有4个选择按钮，实现四种以上的自动喷泉花样，4个选择按钮分别控制4种喷泉花样，同时四种喷泉花样应该相互独
福州大学至诚学院本科生课程实训 题目：可编程序控制器实训 姓名：陈XX 学号：210992XXX 系别：电力工程及其自动化 专业：电力系统及其自动化 年级：2009级 指导教师：林宝全陈秀菊 2012年02月27日
目录 《可编程序控制器》课程设计任务书 (2) 任务一：步进电机控制 1、系统描述及控制要求 (4) 2、设计方案 (5) 3、I/O分配表 (5) 4、外部接线图 (6) 5、梯形图 (6) 6、系统调试 (9) 任务二:刀具库中刀具的取放控制 1、系统描述及控制要求 (10) 2、设计方案 (11) 3、I/O分配表 (11) 4、外部接线图 (12) 5、梯形图 (13) 6、系统调试 (16) 总结 (16) 参考文献 (17)
《可编程序控制器》实训任务书 说明：1、设备为OMRON——CPM2A或CP1H机型。 2、课程设计任务一、二中选一 3、课程设计报告要求：按格式规范撰写，内容包括控制要求；控制图（主电路、PLC外部接线图、程序流程图）；提供通过试运行后的功能梯形图（附简要注释）；I/O分配表；调试问题分析及心得体会。 课程设计任务一：步进电机控制 要求： 设计一个三相六拍环形分配器控制脉冲进而控制步进电机运行。 该程序应具有： 1．能实现电机正反转驱动控制 2．频率控制分四档：快速、中速、慢速、单步 3．可实现定步控制。 说明： 步进电机是电流在线圈中按顺序切换而使电机转轴作步矩式转的电机。切换是由输入驱动的脉冲信号来完成的，每给驱动电路一个脉冲，电机转轴就按要求旋转一定的角度。故这种电机可以用输入的脉冲数来控制电机的转角，并且转速由脉冲的频率决定。 步进电机可分为3相、4相、5相线圈型等，对于步进电机还有三种励磁方式： 1、相励磁：通常按顺序依次激励一个线圈。 2、双相励磁：通常按顺序依次激励两个线圈。 3、单——双相励磁：它是上面两种方法的综合，其特点是高分辨率（本实 验用本励磁方式）见下图：