西门子花式喷水池装置PLC控制程序的设计与调试.docx
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西门子花式喷水池装置PLC控制程序的设计与调试
理工学院
课程设计说明书
设计题目:
花式喷水池装置PLC控制程序的设计与调试
学生姓名:
杨伟
学号:
070
专业班级:
电子信息工程(1班
2017年5月27日
Abstract
Fancyfountainisaproductofakindoflandscapearchitectureinrecentyearsandfancywatchcombination.Thetouristsandresidentsvisitplaces,suchasparks,squares,touristattractionsandsomefamousbuildings,oftenbuiltsomefountainsforpeopletorelax,watchthesefountainsaccordingtocertainrulechangewaterstyle.AndwiththeprogrammablecontrollerinChina'srapiddevelopment,fancyfountaincontrolrequirementsareincreasinglyhigh,makingmoreandmorecontroloftheneedtorealizetheprogrammablecontroller.Thedesignofthebookastheresearchobjectinthe4ringfancyfountain,usingSIEMENSS7-200seriesprogrammablecontrollerForthecontroller.Thefountaincontrolsystemoverallfunctionoffancyfountainisanalyzed,detailedintroducesthesystemhardwareconfiguration,designandsoftwaredesign.Thedesignofsequentialfunctionchartofthefountainsystemtoimprovequalitycontrol,andmeettherequirementsofreal-timecontrol.Whenthecontrolrequirementschange.Onlyneedtochangetheprogram,hardwarewiringunchangedorsmallerchangescanbeconvenientandsimple.AnditadoptsPLCcontrol,withitssmallvolume,strongfunction,highreliability,andhasgreatflexibilityandscalabilitycharacteristics,changeincontrolorchangetheswitch,youcanchangethewaterlaw,transformPLCiswidelyusedincurrentindustrialcontrol
内容摘要
花式喷水池是最近几年来出现的一种园林建筑与花式观赏相结合的一
种产物。
在游人和居民光顾的场所,如公园、广场、旅游景点及一些知名
建筑前,常常会修建一些喷水池供人们休闲、观赏,这些喷水池
按必然的规律改变喷水式样。
而且随着可编程控制器在我国的迅
速发展,对花式喷泉的控制要求也愈来愈高,使得越来越多的控
制部份需要可编程控制器来实现。
本设计书以4环花式喷水池为
研究对象,采用了西门子s7-200系列可编程序控制器作为喷水池
的控制器。
对花式喷水池的控制系统的整体功能进行了分析,详
细介绍了系统的硬件配置、设计方案及软件设计顺序功能图。
本
设计改善了喷泉系统的控制品质,并真正地达到了实时控制的要
求。
当控制要求发生改变时,只需要改变程序,硬件接线不变或
作较小变更即可,方便简单。
而且采用PLC控制时,利用体积小、
功能强、靠得住性高,并具有较大的灵活性和可扩展性的特点,改
变控制方式或改变选择开关,即可改变喷水规律,变换出不同的
花腔。
所以PLC在当前工业控制中取得普遍应用。
第1章引言……………………………………………………………………………………………1
花式喷水池装置PLC控制程序的设计与调试内容简介………………………1
花式喷水池装置PLC控制程序的设计与调试设计要求…………………………2
花式喷水池装置PLC控制程序的设计与调试设计思想…………………………2
第2章花式喷水池装置PLC控制系统的硬件电路设计……………………………3
花式喷水池装置PLC控制系统运行框图………………………………………3
花式喷水池装置PLC控制系统PLC选型………………………………………3
花式喷水池装置PLC控制系统I/O分派表……………………………………3
花式喷水池装置PLC控制系统I/O接线图……………………………………3
第3章花式喷水池装置PLC控制系统的程序设计…………………………………6
花式喷水池装置PLC控制程序的梯形图………………………………………6
花式喷水池装置PLC控制程序的指令表……………………………………………6
结论……………………………………………………………………………………………………7
设计总结…………………………………………………………………………………………8
谢辞………………………………………………………………………………………………9
附录………………………………………………………………………………………………10
参考文献…………………………………………………………………………………………29
第1章引言
花式喷水池装置PLC控制程序的设计与调试内容简介
1.花式喷水池示用意
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)中的选择开关可有4种选择,可别离用4个开关模拟实现;单步/持续开关为“1”=单步,“0”=持续,其他为单一功能开关。
2.控制要求
(1)控制器电源开关接通后,按下启动按钮,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/持续”开关来决定。
(2)“单步/持续”开关在单步位置时,喷水池只运行一个循环;在持续位置时,喷水池反复循环运行。
(3)方式选择开关用以选择喷水池的喷水花腔,1~4号喷水管的工作方式选择如下:
a)选择开关在位置“1”——按下启动按钮后,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,接着一路喷水15s为一个循环。
b)选择开关在位置“2”——按下启动按钮后,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,接着一路喷水30s为一个循环。
c)选择开关在位置“3”——按下启动按钮后,一、3号同时喷水,延时3s后,二、4号同时喷水,一、3号停止喷;交替运行5次后,再1~4号全数喷水30s为一个循环。
d)选择开关在位置“4”——按下启动按钮后,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,然后一路喷水30s后,一、二、3和4号水管别离延时2s停水,再等待1s,由4→3→2→1反序别离延时2s喷水,然后再一路喷水30s为一个循环。
(4)不论在什么工作方式,按下停止按钮,喷水池当即停止工作,所有存储器复位。
花式喷水池装置PLC控制程序的设计与调试设计要求
本次的设计要求如下:
1.画出运行框图;
2.采用PLC控制,列出输入输出点分派表;
3.画出PLC的输入输出设备的接线图;
4.利用STEP7-Micro/WIN32软件完成梯形图、指令表的程序设计与调试;
5.完成课程设计说明书
花式喷水池装置PLC控制程序的设计与调试设计思想
1.水池控制电源开关接通后,工作方式由“选择开关”和“单步/持续”开关来决定;
2.“单步/持续”开关在单步位置时,喷水池只运行一个循环;在持续位置时,喷水池反复循环运行。
按下启动按钮,喷水装置即开始工作。
按下停止按钮,则停止喷水;
3.被选择开关在1时,按动启动按钮时程序自动进入开关1对应该的程序运行,程序运行到最后时自行判断是单步或持续,就入戏一个环节。
被选择开关在二、3、4时同上。
第2章花式喷水池装置PLC控制系统的硬件电路设计
花式喷水池装置PLC控制系统运行框图
在许多休闲广场、景区或游乐场里,常常看到喷水池按必然的规律喷水或转变式样,若在夜晚配上各类彩色的灯光显示,加倍迷人。
设计一花式喷水池,采用PLC控制是比较方便的,在花式喷水时序肯定的前提下,可以通过改变时序或改变控制卉关,就可改变控制方式,达到显现各类复合状态的要求。
经分析及组员的建议本设计题目利用顺序控制指令完成,思路清楚、易于理解。
而顺序控制指令是PLC生产厂家为用户提供的可视功能图编程简单化和规范化的指令。
本设计中利用顺序控制指令虽梯形图网络众多,操作比较繁琐,但思路清楚、易于理解。
故选择顺序控制指令完成。
本设计中涉及可选择的分支和链接、跳转和循环。
分析系统及控制要求绘出如下运行框图,如图2-1所示
花式喷水池装置PLC控制系统PLC选型
从运行框图分析可以知道,系总共有开关量输入点8个,开关量输出点4个。
本系统采用西门子S7-200系列PLC进行控制。
若是选用CPU226PLC或CPU224PLC,价钱较高,浪费较大。
参照西门子S7-200产品目录,主机CPU222.它体积小,重量轻,利用寿命长,编程和保护方便,故障率低,通过扩展模块的连接,可以增加输入/输出点数。
CPU222输入电压:
‐DC/85‐264VAC(43‐63Hz),集成了8输入/6输出共14个数字量I/O点。
可连接2个扩展模块。
花式喷水池装置PLC控制系统I/O分派表
该系统需8个输入和4个输出,由以上知选CPU222即可知足要求(CPU222有8输入和6输出)。
见表2-1I/O分派表。
花式喷水池装置PLC控制系统I/O接线图
CPU222的I/O接线图如图2-2所示。
图2-1运行框图
表2-1I/O分派表
输入信号
输出信号
序号
功能
元件
地址
序号
控制对象
元件
地址
1
启动按钮
SB1
1
1号电磁阀
KM1
2
选择开关1
SA-1
2
2号电磁阀
KM2
3
选择开关2
SA-2
3
3号电磁阀
KM3
4
选择开关3
SA-3
4
4号电磁阀
KM4
5
选择开关4
SA-4
6
停止按钮
SB2
7
连续开关
SB3
8
单步开关
SB4
图2-2I/O接线图
第3章花式喷水池装置PLC控制系统的程序设计
花式喷水池装置PLC控制程序的梯形图
本系统采用STEP7MicroWINSP4(S7-200)软件调试,分为两部份:
主程序和子程序,子程序有四部份,别离表示选择开关在位置1-4时的不同喷水花腔,共有68个网络。
调试进程所设计梯形图见附录:
1.梯形图(P10)
花式喷水池装置PLC控制程序的指令表
本系统调试进程所生成指令表见附录:
2.指令表(P25)
结论
调试运行时,被选择了一种工作方式并挪用停止按钮时,想再次选用其他工作方式,就不能实现,因为我将对的置位放在了PLC由停止转为运行的第一个扫描周期中,这使得只有在上电的第一个周期才能挪用,在组员的指导下,我在主程序的开始添加了一句对置位语句解决了这个问题。
运行一段时间后,出现了工作现象混乱,比如第三种工作时,题目要求是一三运行2S后,二四运行2S,可是运行几回后,四个喷泉不能运行,而是一直维持亮的现象,最后咨询多次查验后才发现,由于我的程序语句太长,PLC将上一次运行的结果保留在存储器中,所以需要通过清除操作来清除原有结果。
在调试进程中出现了不能实现持续运行工作方式,于是我发现每次运行时,被选择一个工作方式时,它的这一段顺序语句中按时器不能清零,于是我在每一段程序后加了按时器清零语句,从而实现了持续功能。
设计总结
通过这次对花式喷水池的PLC控制,让我了解了plc梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解,也让我了解了关于PLC设计原理。
有很多设计理念来源于实际,从中找出最适合的方式和方式。
虽然本次课程设计是要求自己独立完成,可是,彼此仍是离开不了集体的力量,碰到问题和同窗彼此讨论交流。
多和同窗讨论。
咱们在做课程设计的进程中要不断的讨论问题,这样,咱们可以尽可能的统一思想,这样就不会使自己在做的进程中没有方向,而且这样也是为了方便最后设计和在一路。
讨论不仅是一些思想的问题,还可以深切的讨论一些技术上的问题,这样可使自己的处置问题要快一些,少走弯路。
多改变自己设计的方式,在设计的进程中最好要不断的改善自己解决问题的方式,这样可以方便自己解决问题由于设计水平有限和时间的仓促,本文中不免有错误和不妥的地方,但确实在设计中学到了很多东西,提升了自己。
谢辞
感激学院和老师给了咱们这次宝贵的实践机缘,对咱们的能力提高超级有帮忙。
感激王老师不辞劳苦的辛勤指导,对每一个简单或难的问题都予以深刻的解答,是我又学到了很多的知识。
从这次课程设计中,我加倍看清了自己的不足的地方。
为了弄好这次课程设计,通过查阅资料和在老师和同窗的帮忙下,最终大体达到了设计目的。
通过实践,巩固了理论知识的学习,提高了实际应用所学知识的能力,还积累了许多宝贵的经验。
在这次的设计实践进程中,我熟悉到无论做什么事,尤其是科学实践,都需要斗胆假设,小心求证。
任何一个方案都要通过详细全面的论证后才能着手去做,不然即便很快做出来,但经不起推敲和考验。
对于那些要求能够扩展功能的课题更是如此。
总之,这次实习要再次感激王老师和小组成员的帮忙与支持,使自己的综合分析能力有了很大的提高。
附录
1.梯形图
2.指令表
TITLE=程序注释
Network1电传动与控制.北京:
电子工业出版社,2011.
[2]张晓峰.电气控制与可编程控制技术及应用.北京:
国防工业出版社,2010.
[3]于庆广.可编程控制器原理与系统设计.北京:
清华大学出版社,2004.
[4]易传禄.可编程序控制器应用指南.上海:
上海科普出版社,2006.
[5]方承远.工厂电气控制技术.北京:
机械工业出版社,2004.
[6]王永华.现代电气及可编程技术.北京:
机械工业出版社,1997.
[7]汤以范.电气与可编程序控制器技术.北京:
机械工业出版社,2005.
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- 西门子 花式 喷水池 装置 PLC 控制程序 设计 调试