plc课设 自动喷泉.docx

电气控制技术课程设计题目:自动喷泉的控制系统设计1 系统概述1.1 设计目的人民生活水平的提高，城市环境建设日益为人们所重视。喷泉作为一种观赏性较高的艺术水景，不断出现在城市广场、居民小区、公园等场所。它不仅可以增加空气湿度，减少空气中的尘埃，降低空气湿度，更为人们生活增添了不少情趣。自动控制喷泉能自动且连续的改变其形态，呈现丰富多彩的花样变化，从而给人以美好的视觉感受。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。与我自身而言，通过对某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。1.2 设计内容有16个阀门（喷头），有4个选择按钮，如图1-2所示。实现四种自动喷泉花样。图1-2主要内容包括：1. 设计出硬件系统的结构图、接线图等；2. 系统有启动/停止按钮；3. 实现四种自动喷泉花样控制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,380V1.3 设计目标本次设计最终要实现四种喷泉花样，具体如下：花样一：启动之后按下花样一钮，KV1-4先开，延时3秒后KV13-16开：再延时2秒，KV5-KV12开，再延时2秒，全部关闭，然后从头开始一直循环。花样二：启动后按下花样二钮，最外面一圈阀门开，延时3秒后内圈四个阀门开，外圈的全部关闭，延时2秒，然后又从头开始，如此反复形成交替的效果。花样三：启动后按下花样三钮，KV1-4、KV5、KV9的阀门开延时3秒，然后KV6-7、KV10-11、KV13-16开延时3秒，然后全闭，有从头开始循环。花样四：启动后按下花样四钮，KV6-7、KV10-KV11阀门开，延时2秒后KV1-KV4阀门开，延时2秒KV1-KV4阀门闭且KV13-KV16阀门开，延时2秒后KV13-16阀门闭，KV1-4阀门重新开，如此循环。2 方案论证一个PLC控制器可以接收几百个I/O点，对于喷泉控制系统，被控对象主要是设备连锁，回路很少，采用PLC很合适。在这次设计过程中我想了好几种方案，以下列出两种。2.1方案一在设计要求中我们可以看到总共有16个阀门，我们可以分配16个接触器，然后水泵分配1个接触器。用这些接触器的触点对阀门、水泵的供电通断进行控制。为了使喷泉更漂亮，我还给准备了4个彩灯，做到和对应的线圈同时动作，还可用于指示阀门通电情况。水泵，启动钮都配一个指示灯，用于观察是否确实通上电。大体流程如图2-1：图2-12.2 方案二将几个阀门交给同一个接触器控制，也就是进行模块化设计。大体设计目标，我们可以将具有相同动作的阀门分到一组，最后每一组就是一个模块，模块分配表如表2-2。在编写程序时，为了达到控制要求，我们只需要把握重点把握好控制部分即可，动作地减少了程序编写的量，还可以减少出错。从经济上考虑，由于极大地减少了接触器的个数，可以节省不少钱。其他的和方案一相同。模块1KV1、KV2、KV3、KV4模块2KV5、KV9、KV8、KV12模块3KV13、KV14、KV15、KV16模块4KV6、KV7、KV10、KV11表2-2阀门（喷头）模块表从上可知方案二就行，而且可以节约不少成本。下面就由方案二展开设计。3 硬件设计3.1 系统的原理方框图3.2 主电路3.3 I/O分配输入地址信号名称输出地址信号名称X0总启动按钮SB0Y0模块1阀门控制线圈KM1，及彩灯HL1X1花样1按钮SB1Y1模块2阀门控制线圈KM2，及彩灯HL2X2花样2按钮SB2Y2模块3阀门控制线圈KM3，及彩灯HL3X3花样3按钮SB3Y3模块4阀门控制线圈KM4，及彩灯HL4X4花样4按钮SB4Y4水泵控制线圈KM5，及指示灯HL5X5总停止按钮SB5Y5启动指示灯HL63.4 I/O接线图3.5 元器件选型3.5.1 PLC选型在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应通过对输入/输出