目录
一、设计目的
二、设计任务及要求
三、基本要求
四、设计的主要内容
五、设计思路及步骤
六、设计的主程序
七、设计心得
花式喷泉的PLC控制
一、设计目的
通过课程设计使学生掌握可编程序控制器（PLC）的基本工作原理、指令系统、硬件连接，使学生掌握使用可编程序控制器的基本方法，锻炼学生的对PLC的编程能力，用可编程序控制器解决电气控制问题的能力。
二、课程设计任务及要求
1. 设计任务：用PLC控制一个花式喷泉。
2. 控制要求：
喷泉有四种花样，四个喷头，分别为1、2、3、4号。
按下启动按钮，喷泉开始工作；可用停止按钮停止。
四种喷水花样可供选择：
A．先按1~2~3~4顺序各隔2s喷水，然后一起喷10s，然后依次停止，然后又一个循环。
B．1、3号同时喷水；延时3s后2、4号喷水，1、3号停止喷水；C．按下启动按钮，4号开始喷水；延时2s后，3号开水喷水；2s后，2号喷水；再2s后。1号喷水。
D．喷水顺序相反。
三、基本要求
要求学生理解并掌握可编程序控制器（PLC）的基本工作原理及基本结构、PLC的运行方式、外部接线及编程方法，训练学生的独立编程能力及用PLC解决现场控制问题的能力。要求学生能根据现场控制要求，自主编程和调试程序，全面建立起用PLC解决一个实际问题的全过程的概念
四、课程设计的主要内容
设计内容：
1）计算输入输出点，编写I/O对应表及内部元件使用表；
2)编写PLC控制程序；要求可以实现单周期及连续工作2种操作方式。3）完成实验所需要的硬件接线；
4）利用实验台上的开关、按钮、小指示灯等，模拟演示其工作过程；5）完成课程设计报告。
五、设计思路及步骤：
（1）确定I/O点数，系统中有启动、停止、四个选择开关，但是实验室的面板上的输入输出口没有那么多，通过两组两组模式进行，则是系统中有启动、停止、两个选择开关、四个输入，八个输出。（2）设计梯形图，初步打算用状态转移图方式编程，顺序控制，容易实现。
（3）软件仿真，GX Developer version8.52E中文版[三菱PLC编程软件]，和GX Simulator v7.16配合使用可以实现系统调试改错，提高编程效率和准确率。
（4）实验室验证，在仿真没问题后，在实验室用指示灯进行验证。设计步骤：
1）计算输入输出点，编写I/O对应表及内部元件使用表；
依据设计要求，要实现四种花样的选择，只需对其启动和停止控制，用数字量模拟输入输出控制，对指示信号进行分析，按钮信号与PLC 的输入端相对应，其次是对PLC的输入、输出口进行合理的分配，具体输入、输出点分配表如下
2) 编写PLC控制程序：
离线编程方式：PLC和编程器公用一个CPU，编程器在编程模式时，
CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式降低系统成本，但使用和调试不方便。在离线编程方式：CU和编程器有各自的CPU，主机CPU负载现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。
五种标准化编程语言：顺序功能（SFC）、梯形图（LD）、功能模式图块(FBD)三种图形化语言和语句表（il）、结构体文（ST）两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准（IEC113123），同时，还应该支持多种语言编程方式，如C,Basic等，以满足特殊控制场合的控制要求。
编程规则：
（1）外部输入/输出继电器、内部继电器、定时器、计数器等器件的接点可多次重复使用，无需用复杂的程序结构来减少接点的使用次数。
（2）梯形图每一行都是从左母线开始，线圈接在右边。接点不能放在线圈的右边，在继电器控制的原理图中，热继电器的接点可以加在线圈的右边，而PLC 的梯形图是不允许的。
（3）线圈不能直接与左母线相连。如果需要，可以通过一个没有使用的内部继电器的常闭接点或者特殊内部继电器的常开接点来连接。
（4）同一编号的线圈在一个程序中使用两次称为双线圈输出。双线
圈输出容易引起误操作，应尽量避免线圈重复使用。
（5）梯形图程序必须符合顺序执行的原则，即从左到右，从上到下地执行，如不符合顺序执行的电路就不能直接编程。
（6）在梯形图中串联接点使用的次数是没有限制，可无限次地使用。（7）两个或两个以上的线圈可以并联输出。
（8）该系统选用子程序来进行喷泉花样的选择，效果较好硬件的选型
PLC硬件的选型
可编程控制器是是一种数字运算操作的电子系统，专业在工业环境下应用而设计。它利用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，来控制各类型的机械或生产的过程。
PLC的基本工作方式
PLC采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式
1每次扫描过程。集中对输入信号进行采样。集中对输出信号进行刷新。
2输入刷新过程。当输入端口关闭时,程序在进行执行阶段时,输入端有新状态，新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫描时，新状态才被读入。
3一个扫描周期分为输入采样，程序执行，输出刷新。
4元件印象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。
5扫描周期的长短由三条决定。CPU执行指令的速度；指令本身占有
的时间；指令条数。
6由于采用集中采样，集中输出的方式。存在输入/输出滞后的现象，即输入/输出响应延迟。
（2）、PLC的基本结构
PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程装置组成见图2-4。PLC的特殊功能模块用来完成某些特殊的任务。
（3）、PLC动作过程
PLC通电后，需要对硬件和软件作一些初始化的工作。为了使PLC的输出及时地响应各种输入信号，初始化后反复不停的分阶段处理各种不同的任务，这种周而复始的循环工作模式称为扫描工作模式（4）、PLC的功能
1.逻辑控制
2.定时控制
3.计数控制
4步进顺序控制
5.PID控制
6数据控制PLC具有数据处理能力
7通信和联网
8其它：PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求.如：定位控制模块，CRT模块。
I/O设备与PLC连接时应该注意的问题：
在PLC控制系统中，PLC是主要控制设备，它与控制对象中各输入信号如按钮，继电器触点和输出设备继电器、接触器、电磁阀的连接问题。
现场的输入信号如开关按钮、拨动开关、限位开关和其他一些检测原件输出的开关量和模拟量，通过连接电路进入PLC。对于开关触点，当强电电路触点时，有些要求48V、50mA左右或110V、15—20mA 左右才能可靠接通，而输出模块的输入电源电压一般不高，额定电流也是毫安级，要求注意模拟量输入信号的数值范围应与PLC的模拟量输入口数值相匹配。
完成实验所需要的硬件接线：
接线用到了PC/PPI的输入输出端，电源，地，开关控制及灯显示部分，接线就直接按对应顺序接。
利用实验台上的开关、按钮、小指示灯等，模拟演示其工作过程；
PLC控制程序
六、主程序：
七、设计心得：
参考文献：
1、廖常初.《PLC编程及应用》.北京：机械工业出版社.
2、张万忠.《电器与PLC控制技术》. 化学工业出版社（教材）
3、王兆义.可编程控制器教程.北京：机械工业出版社
4、THSMS-C网络型可编程控制器高级实验装置实验指导书（老师给的资料）