花式喷水池的PLC控制 控制设计文档.docx
- 文档编号:26056683
- 上传时间:2023-06-17
- 格式:DOCX
- 页数:22
- 大小:254.12KB
花式喷水池的PLC控制 控制设计文档.docx
《花式喷水池的PLC控制 控制设计文档.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《花式喷水池的PLC控制 控制设计文档.docx(22页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
花式喷水池的PLC控制控制设计文档
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
ABSTRACT
Inreallife,inmanyleisuresquareofscenicspot,orpleasurepark,oftenseefountainaccordingtocertainruleswater-jetorchangestyles,ifmatchonallsortsofcolorinthenightoflamplightshows,morecharming.SousePLCtocontrolthefancyfountainofrealisticsignificanceisverybig.Ontheanalysis,thebasicprincipleofadoptingPLCforthecorepart,designsketchedaflowchart,Compiledthespecificprocedures;Designthehardwarecircuit.Iprogrammingcontrolledbythefountaininthefourwater-jetpattern,andcanbeflexibleincontrol.
Keywordsfancyfountain;PLCcontrollerscm
目录
1课程设计概述………………………………………………………………3
1.1设计目的……………………………………………………………………3
1.2功能要求说明…………………………………………………………………3
1.3设计总体方案及工作原理……………………………………………………4
2硬件系统设计…………………………………………………………………………5
2.1硬件系统各模块功能简要介绍………………………………………………5
2.2硬件主电路图…………………………………………………………………5
3软件系统设计…………………………………………………………………………6
3.1PLC的型号选取…………………………………………………………………6
3.2PLC的I/O分配表………………………………………………………………6
3.3PLC的硬件接口图……………………………………………………………73.4程序流程框图………………………………………………………………8
3.5程序清单………………………………………………………………………9
4仿真、测试及设计总结………………………………………………………………13
4.1仿真软件简介………………………………………………………………14
4.2仿真软件设计操作……………………………………………………………15
4.3花式喷水池的仿真结果及结论………………………………………………16
4.4设计结论………………………………………………………………………17
4.5花式喷水池仿真分析…………………………………………………………17
4.6设计体会………………………………………………………………………17
4.7教学建议……………………………………………………………………18
参考文献…………………………………………………………………………………19
致谢………………………………………………………………………………………19
1课程设计概述
1.1设计目的
电气控制与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池的喷水花样,1~4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,1~4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)选择开关在位置“4”时,按下启动按钮后,1→2→3→4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4→3→2→1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
3.1PLC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/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。
3.2PLCI/O安排表
PLC的I/0安排表如下:
X000
启动按钮
Y000
PLC启动指示灯
X001
停止按钮
Y001
1号喷水电子阀
X002
单步/联系选择开关
Y002
2号喷水电子阀
X003
选择开关在位置“1”
Y003
3号喷水电子阀
X004
选择开关在位置“2”
Y004
4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30s
T3:
定时15秒
T18:
定时1s
3.3PLC硬件接口图
图3.1PLC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
GXDeveloper+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。
GXSimulator6C是GXDeveloper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GXSimulator6C之前,必须先安装编程软件GXDeveloper,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GXDeveloper中了,其实这个仿真软件相当于编程软件的一个插件。
GTDesigner3与GTSimulator3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GTSOFTGOT等。
GTDesigner3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GTSimulator3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GXDeveloper编辑好设计程序,转换后保存。
然后用GTDesigner3设计仿真画面包括I/O显示及开关然后保存。
最后启动GXSimulator6C这时程序已经运行。
最后打开GTSimulator3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GTSimulator3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3s后,2、4号喷水,1、3号停止喷水;交替运行5次后,1~4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,1→2→3→4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4→3→2→1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。
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,2010.5.100~209.
ShiGuoSheng,WangNianChun,ZhaoYang.ElectricalcontrolandPLCtechnology[M].3rdedition.Beijing:
chemicalindustrypress,2010.5.100~209.
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!
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 花式喷水池的PLC控制 控制设计文档 花式 喷水池 PLC 控制 设计 文档