花式喷泉电气控制PLC
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花式喷泉plc控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理及其在喷泉控制中的应用。
2. 学生能够理解并描述花式喷泉的运行机制,包括水泵、电磁阀和传感器的工作原理。
3. 学生能够学会使用PLC编程软件,编写控制花式喷泉运行的程序。
技能目标:1. 培养学生运用PLC进行逻辑设计和程序编写的能力,实现花式喷泉的自动控制。
2. 提高学生实际操作PLC设备,进行喷泉控制系统的调试与优化的技能。
3. 培养学生团队协作和问题解决能力,通过分组实践,共同完成花式喷泉PLC 控制系统的设计。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对自动化技术应用的兴趣,激发创新意识和探索精神。
2. 增强学生的环保意识,了解PLC技术在节能减排方面的应用。
3. 培养学生严谨的科学态度,注重实践操作的准确性和安全性。
课程性质分析:本课程为实践性较强的课程,旨在通过PLC控制花式喷泉的设计与实现,让学生将理论知识与实际应用相结合。
学生特点分析:学生处于年级阶段,具备一定的物理知识和逻辑思维能力,对新鲜事物充满好奇,但实际操作经验不足。
教学要求:1. 结合课本知识,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。
2. 以学生为主体,鼓励学生积极参与,培养学生的自主学习能力和团队协作精神。
3. 注重过程评价,关注学生在实践过程中的表现,及时给予反馈和指导。
二、教学内容1.PLC基础知识:介绍PLC的基本结构、工作原理和功能特点,涉及课本第3章相关内容。
- PLC的硬件组成- PLC的工作原理- PLC的编程语言与编程方法2.花式喷泉运行原理:讲解喷泉的基本构成、运行机制,结合课本第2章内容。
- 喷泉的基本构成与运行原理- 水泵、电磁阀和传感器在喷泉中的应用3.PLC编程与控制:学习PLC编程软件的使用,设计喷泉控制程序,参考课本第4章和第5章内容。
- PLC编程软件的安装与使用- PLC程序设计方法- 花式喷泉PLC控制程序编写与调试4.实践操作:分组进行花式喷泉PLC控制系统的设计与搭建,结合第6章实践内容。
花式喷水池装置PLC程序设计1.花式喷水池示意图课题二图1 花式喷水池示意图图a)中4为中间喷水管,3为内环状喷水管,2为中环形状喷水管,1为外环形状喷水管。
图b)中的选择开关有4种选择,可分别用4个开关来模拟;单步/连续开关有两个档位:“1”为单步,“0”为连续。
2. 控制要求:(1)水池控制电源开关接通后,按下起动按钮,喷水装置即开始工作。
按下停止按钮,则停止喷水。
工作方式由“选择开关”和“单步/连续”开关来决定。
(2)“单步/连续”开关在单步位置时,喷水池只运行一个循环;在连续位置时,喷水池反复循环运行。
(3)选择开关用以选择喷水池的喷水花样,1~4号喷水管的工作方式选择如下:a)选择开关在位置“1”——按下起动按钮后,1号喷水,延时2s,2号喷水,再延时2s,3号喷水,再延时2s,4号喷水,再延时2s,一起喷水,15s为一个循环。
b) 选择开关在位置“2”——按下起动按钮后,4号喷水,延时2s,3号喷水,再延时2s,2号喷水,再延时2s,1号喷水,再延时2s,一起喷水,30s为一个循环。
c) 选择开关在位置“3”——按下起动按钮后,1、3号同时喷水,延时2s后,2、4号同时喷水,1、3号停止喷水;交替运行5次后,再1~4号全部喷水,30s为一个循环。
d) 选择开关在位置“4”——按下起动按钮后,喷水池1~4号水管的工作顺序为:1→2→3→4按顺序延时2s喷水,然后一起喷水3s后,1、2、3和4号水管分别延时2s停水,再等待1s,由4→3→2→1反序分别延时2s喷水,然后再一起喷水,30s为一个循环。
(4)不论在什么工作方式,按下停止按钮,喷水池立即停止工作,所有继电器、存储器均复位。
3. I/O分配接线图I/O分配:输入(I):起动按钮--X0,停止按钮--X5,选择开关1位--X1,选择开关2位--X2,选择开关3位--X3,选择开关4位--X4,单步/连续--X6;输出(O):Y1--外环状喷水管,Y2--中环状喷水管,Y3--内环状喷水管,Y4--中间喷水管。
花式喷泉的PLC控制设计《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设计一个基于PLC 的自动喷泉控制系统。
在许多休闲广场、景区或游乐场里,经常看到喷水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。
如图1所示为一花式喷水池,采用PLC 控制是比较方便的,在花式喷水时序确定的前提下,可以通过改变时序或者改变控制开关,就可以改变控制方式,达到显现各种复合状态的要求。
外环形状喷水管。
(a)花式喷水池演示示意图 (b)操作控制开关面板图图1花式喷水池示意图二、任务根据控制要求,明确设计任务,拟定设计方案与进度计划,运用所学的理论知识,进行自动喷泉的控制原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计,提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。
主要内容包括:1. 设计该系统电气控制硬件系统;2. PLC 选择及I/O 及其它PLC 元器件分配。
指导教师学生姓名丁望望课题名称自动喷泉PLC 控制系统设计学院:电气与信息工程学院专业:电气工程及其自动化、目标在图1中,4为中间喷水管,3为内环状喷水管,2为一次外环形状喷水管,内容及任务付 A (\4 3 2 1第四花样第三花样第一花样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。
基于S7-200PLC系列的花式喷泉的控制本文将介绍如何使用S7-200PLC系列控制花式喷泉,通过编写PLC程序控制水泵和灯光等设备,实现不同的水型和灯光组合,创造出令人惊叹的视觉效果。
背景花式喷泉是一种利用水来制造美丽的视觉效果的设备。
它通常由水泵、喷水管和灯光等组成。
水泵负责将水从水箱中抽出,通过喷水管喷出,而灯光则通过颜色和灯光亮度的变化来调整喷泉的视觉效果。
PLC是一种常用的工业自动化控制系统,通过编写PLC程序实现对不同设备的控制。
今天我们将使用S7-200PLC系列来控制花式喷泉的水泵和灯光,来创造各种不同的视觉效果。
设备为了实现基于S7-200PLC系列的花式喷泉的控制,我们需要以下设备:•S7-200PLC控制器•24V电源•水泵•喷水管•灯光•水箱PLC控制程序为了控制花式喷泉的水泵和灯光,我们需要编写PLC控制程序,以下是一个简单的控制程序:// 定义输入输出口I 0.0:灯光开关I 0.1:水泵开关Q 0.0:黄色灯光Q 0.1:红色灯光Q 0.2:蓝色灯光Q 0.3:绿色灯光Q 0.4:水泵// 控制程序LD I0.0OUT Q0.0OUT Q0.1OUT Q0.2OUT Q0.3END以上控制程序简单明了,I 0.0表示灯光开关,当输入I 0.0为1时表示打开灯光,当输入I 0.0为0时表示关闭灯光;I 0.1表示水泵开关,当输入I 0.1为1时表示打开水泵,当输入I 0.1为0时表示关闭水泵。
Q 0.0、Q 0.1、Q 0.2、Q 0.3分别表示黄色灯光、红色灯光、蓝色灯光和绿色灯光,当输出Q 0.0为1时表示打开黄色灯光,当输出Q 0.1为1时表示打开红色灯光,以此类推。
Q 0.4表示水泵,当输出Q 0.4为1时表示打开水泵,当输出Q 0.4为0时表示关闭水泵。
实践在控制程序编写完成后,我们可以通过上位机软件将程序下载到S7-200PLC控制器中。
接下来我们需要将水泵和灯光等设备连接到PLC控制器上,配置好输入和输出口。
花样喷泉的PLC控制系统设计1. 引言花样喷泉是一种美丽而迷人的景观,它通过水流的喷射和变化展示出不同形态和音乐舞动。
这种喷泉的控制系统设计至关重要,它需要准确地控制水流的强度、喷射的位置和喷射的时间。
PLC(可编程逻辑控制器)被广泛应用于花样喷泉的控制系统,其可靠性和灵活性使其成为首选的控制设备。
本文将重点介绍花样喷泉的PLC控制系统设计。
2. 控制系统架构花样喷泉的PLC控制系统主要包括传感器、PLC控制器、执行器和人机界面。
传感器用于感知环境的变化和花样喷泉的状态,如水流的压力、喷射位置的准确性等。
PLC控制器负责接收传感器的信号,并根据预设的程序进行逻辑判断和控制指令的输出。
执行器根据PLC控制器的指令,控制水流的强度和喷射位置。
人机界面用于与操作员进行交互和监控花样喷泉的状态。
3. PLC程序设计PLC程序设计是花样喷泉控制系统设计的核心部分。
程序的设计需要根据具体需求进行细致的规划和逻辑设计。
以下是一般的PLC程序设计步骤:3.1 确定输入输出点根据花样喷泉的需求,确定PLC控制器的输入输出点。
输入点可以是传感器输出的信号,如水流压力传感器的信号等。
输出点可以是执行器的控制信号,如控制喷射口的电磁阀信号等。
3.2 设计逻辑控制根据花样喷泉的控制逻辑,设计PLC程序的逻辑控制部分。
逻辑控制部分包括对输入信号的判断和对输出信号的控制。
例如,当水流压力超过一定阈值时,控制喷射口的电磁阀关闭,停止喷射。
3.3 编写程序代码根据逻辑控制的设计,使用PLC编程语言编写程序代码。
常用的PLC编程语言有Ladder Diagram、Structured Text等。
代码的编写需要考虑方便维护和扩展,以及程序的可读性。
3.4 测试和调试编写完成后,进行测试和调试。
通过模拟输入信号和监视输出信号,验证程序的正确性和稳定性。
如果有问题,及时进行调试和修改。
4. 人机界面设计人机界面的设计是为了方便操作员进行监控和控制。
PLC花样喷泉控制系统设计引言:花样喷泉是一种由水泵通过喷嘴将水喷射到空中形成不同形状、节奏和高度的艺术喷泉。
为了实现这种效果,需要一个可靠的控制系统来控制喷嘴的开关、喷水高度和喷水节奏。
PLC被广泛应用于自动化控制系统中,具有可编程性和可靠性,并且易于维护和调试。
本文将介绍如何使用PLC来设计花样喷泉控制系统。
设计概述:花样喷泉控制系统的设计包括硬件设计和软件设计两个部分。
硬件设计主要涉及PLC的选择、传感器的选择和电气元件的选配。
软件设计主要包括PLC程序的编写和参数的设置。
硬件设计:1.PLC选择:在选择PLC时,应考虑系统的复杂性和可靠性要求。
常见的PLC品牌有西门子、施耐德和欧姆龙等。
根据实际需要选择适合的型号,并保证其具有良好的扩展性和稳定性。
2.传感器选择:花样喷泉控制系统需要使用多种传感器来感知环境和喷泉状态。
常见的传感器有压力传感器、位移传感器和水位传感器等。
根据实际需求选择适当的传感器,并确保其与PLC兼容。
3.电气元件选配:喷泉系统涉及到电机、电磁阀和继电器等电气元件的选择。
根据系统的负载要求和电源条件选择合适的电气元件,并确保其能够稳定运行。
软件设计:1.PLC程序编写:PLC程序编写是花样喷泉控制系统设计的核心部分。
程序需包括如下功能:a.喷嘴控制:根据设定的节奏和时间来控制喷嘴的开关,实现水的喷射。
b.高度调节:根据设定的水位信号和压力信号来调节喷水的高度。
c.故障保护:监测传感器和电气元件的状态,及时发现故障并采取相应措施。
d.用户界面:提供一个直观、简洁的用户界面,方便用户对喷泉效果进行设置和调整。
2.参数设置:在软件设计中,还需设置一些相关参数,如喷嘴的个数、喷水的高度范围和节奏范围等。
根据实际需求设置这些参数,并确保系统能够满足各种要求。
系统测试与调试:在完成硬件和软件设计后,需要对系统进行测试和调试,以确保其正常工作。
测试过程包括以下几个方面:1.硬件测试:检查传感器和电气元件的连接是否正确,确保它们能够正确地与PLC通信。
目录
1、课程设计背景 .....................................................
2、课程设计目的 .....................................................
3、课程设计题目及要求 ...............................................
3.1、题目:花式喷泉的PLC控制....................................
3.2、控制要求....................................................
4、课程设计的主要内容 ...............................................
4.1、计算输入输出点,编写I/O对应表及内部元件使用表..............
5、课程设计外部接线图 ...............................................
6、控制电机的接线图 .................................................
7、顺序动作连接图 ...................................................
8、梯形图 ...........................................................
9、设计总结 ......................................................... 参考文献 .. (4)
1、课程设计背景
喷泉是人工环境中最富有生命力的喷泉,它具有分隔空间、增加层次、净
化空气美化环境的作用。
现代高科技把美妙的音乐、多姿的喷泉造型、五彩
缤纷的水下灯光、神奇的激光图文,通过电脑有机的结合在一起,给人以音
乐声响、视觉形象、色彩变换三位一体的超自然享受。
随着我国人民物质生
活水平的不断提高,对于精神生活的要求也在不断提高,为进一步改造环境
景观,建设一个喷泉是很有必要的。
随着科学技术的不断发展和生活水平的
不断提高,尤其是喷泉在城市和社区环境建设中起着尤其重要的作用。
当今
喷泉工程和高新技术的结合正是历史发展的必然趋势,由于喷泉工程中采用
了大量的高新技术,从而使喷泉效果更加绚丽多彩,婀娜多姿,令人赏心悦
目、流连忘返。
本次的毕业设计是一个以S7-200PLC控制为核心的花样喷
泉控制系统的设计。
花样喷泉在PLC的控制之下,喷出各种各样的水柱,给
人以一种视觉上美的享受。
2、课程设计目的
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。
3、课程设计题目及要求
3.1、题目:花式喷泉的PLC控制
3.2、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:
3.2.1?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。
3.2.2??喷泉的工作方式由花样选择开关和单步、连续开关决定。
?
3.2.3?当单步、连续开关在单步控制时,喷泉只能按照花样选择开关设置得方式运行一个
循环。
?
3.2.4?花样选择开关用于选择喷泉得喷水花样,现考虑4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,延迟2s后,3号喷头喷水,再延迟2s后,2号喷头喷水,又延迟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。
?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,延迟2s后,2号喷头喷水,再延迟2s后,3号喷头喷水,又延迟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。
?③?花样选择开关在位置3时,按下启动按钮后,1号、3号喷头同时喷水,延迟3s后,2号、4号喷头同时喷水,1号、3号喷头停止喷水。
如此交替15s后,4组喷头全喷水,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。
?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,以此间隔2s喷
水,然后一起喷水。
30s后,按照1-2-3-4的顺序,分别延迟2s依次停止喷水。
再经1s延迟时,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。
某广场的喷泉如图所示,4号为中间喷头,3号为内环状喷头,2号为1次外环状喷头,1号为外环装喷头
4、课程设计的主要内容
4.1、计算输入输出点,编写I/O对应表及内部元件使用表
4.1.1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
4.1.2 IO模块的选择
本设计选择SM332作为PLC的I/O模块,其I/O接口都是配对模块,I为输入、Q为输出。
用于连接电磁阀、接触器、小型电机、灯和电机起动器。
4.1.3?主控制元件的选择
采用S7-200PLC作为喷泉的主控制器来控制水泵的运行。
S7-200PLC是一种小型的PLC,它有5种CPU模块,最多可以扩展7个扩展模块,扩展到248点数字量I/O或者38路模拟量I/O,最多有30多KB的程序存储空间和数据存储空间。
集成了6个有12种工作模式的高速计数器和两点高速脉冲发生器、脉冲宽度调制器。
本设计方案可以选择S7-200CPU226的PLC作为主控制器,该型号的PLC共14入10出24个I/O点。
从I/O点分配方面来说很适合本设计的控制要求。
5、课程设计外部接线图
6、控制电机的接线图
7、顺序动作连接图
由于有4中花样,所以应该分布考虑,按照花样的要求,编辑4种花样顺序图。
顺序图如下图所示:
花样1顺序图
花样2顺序图
花样3顺序图
花样4顺序图
8、梯形图
9、设计总结
通过课程设计我基本上达到设计的目的与要求很好的理解掌握了可编程序控制器(PLC)的基本工作原理及基本结构、指令系统、PLC的运行方式、外部接线及编程方法,对PLC的编程能力,编程序控制器解决电气控制问题的能力得到了很好的锻炼。
??
在设计之前我又重新温习了一遍课本知识,使我的PLC知识变得更加扎实。
还有一些以前学的时候没有弄懂的东西也得到了新的理解。
由于这次的课程设计比较简单所以我们在编程的时候并没有花很多的时间。
最主要的是在实验室里的调试,调试过程也比较顺利主要遇到的问题和解决方法有:问题(1)各个花样之间因为互锁了,无法直接无法切换,所以就在每个花样选择程序上都加了一个总的停止开关,这样这个问题就得以解决了。
问题(2)计数器复位信号的控制,开始的时候是只用计数器本身的信号复位,那样就忽略了单步运行了,所以就串了一个连续控制的信号,但为了每次启动都能使计数器重新复位,所以又并了一个总的停止开关,这次每次开始运行下一个花样时计数器都是重新开始计数的。
问题(3)在每次运行完之后发现在下一
次运行的时候输出状态都是由上一次得结束状态开始运行的经过讨论我们发现由于位传送指令最后一个是保存的,所以单步控制最后一个灯不灭,对于这个问题采用了一个单步选择控制信号作为选通信号,每个花样最后再加一个送0指令就这样所有的问题都得到了解决。
??
总结:通过本次课程设计使我明白了有些程序在没有调试之前很难发现问题,只有在调试过程中才会很好的去发现问题。
同时明白了团队的重要性,人多力量大嘛,有时候自己解决不了的问题别人可以解决,把每一个人的力量都发挥出来就会做的更好!
参考文献
[1]宋伯生主编《PLC.编程理论.算法及技巧》[J].机械工业出版社2005年?
[2]吴明亮、蔡文忠主编《可编程控制器实训教程》[M].化学工业出版社2005年
[3]贾德胜等主编《PLC应用开发实用子程序》[M].人民邮电出版社2006年?
[4]陈忠华主编《可编程控制器与工业自动化》[M].机械工业出版社2005年?
[5]崔元明主编《可编程器件应用导》[J].清华大学出版社2000年
[6]胡学林主编《可编程控制器教程(提高篇)》[M].电子工业出版社2005年?。