PLC课程设计-自动喷泉的控制系统设计汇.doc

电气控制与PLC 课程设计 题 目: 自动喷泉的控制系统设计 院系名称： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 设计地点： 设计时间： 2011.7.4—2011.7.9 摘 要 随着计算机软硬件技术的飞速发展，新型喷泉与计算机的交互应用越来越广泛，自动喷泉也越来越复杂和越来越精密，使得越来越多的控制部分需要计算机来完成。计算机控制灯光喷泉成为必然趋势。为此，建立以PLC为核心的多媒体计算机自动控制喷泉。本设计基于三菱公司生产的FX2N系列PLC，设计四种喷泉类型，能够进行多种花样的切换，通过上位机与PLC之间的通讯监控喷泉的状态与效果，实现喷泉的自动控制。 关键词： 喷泉 PLC 自动控制  目 录 1 引言 2 2 总体方案设计 3 2.1实现方法分析与可行性讨论 3 2.2总体方案实现 4 3 I/0点数的分配及机型的选择 5 4 系统外部接线图 6 5 系统软件设计 6 5.1梯形图 6 5.2四种花样喷泉控制流程 10 6 系统调试 10 设计心得 11 参考文献 12 引言 随着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，降低空气温度，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。 由单片机或可编程控制器PLC组成的小型喷泉系统在软件及硬件上均可较好地满足控制喷泉花样变化的要求。由计算机作为上位机，PLC或单片机作为下位机的自动喷泉系统在功能上大大超越了传统的喷泉系统，PLC完成对喷泉现场的造型或灯光的控制。并向计算机发送实时控制数据。上位计算机实现喷泉花样监控等功能。 自动喷泉控制的实现方法很多，本设计题目为基于可编程逻辑控制器（PLC）的喷泉控制系统，用PLC，不仅能够进行多种水型切换，而且能将各种水型，按照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。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、运行安全可靠等基本要求。 本设计的基本要求： 有16个彩灯代表16个喷头，有4个选择按钮，如下图1-1所示。实现四种以上的自动喷泉花样。 图1-1 喷头分布与方式选择按钮 总体方案设计 实现方法分析与可行性讨论 2.1.1 单片机喷泉控制系统 单片机也成为单片机微型计算机，是把微型计算机的各部件——中央处理器、存储器、输入输出接口电路、定时器/计数器等制作在一块集成电路芯片上，构成一个完整微型计算机。 由于单片机在一块小芯片上就集成了一台计算机有具备的功能，所以其在工业控制中占据很重要的地位。它具有超小型化、结构紧凑、抗干扰能力强等优势。特别适用于实时工业测量控制、智能化仪器仪表和家用电器控制等应用系统。 目前，市场上流行的单片机种类繁多，如MCS-51系列、凌阳公司的SPCE061A 16位单片机、美国TEXAS INSTRUMENTS公司的MSP430系列单片机、ARM嵌入式单片机等都是各优点，在不同的领域中有着很好的应用。 单片机控制系统用于喷泉控制是完全可行的，它可以通过定时器/计数器队喷泉喷射的时间进行控制，并且也可以串行接口与上位机进行通讯。由于单片机的价格比较便宜，所以大批量生产时的性能价格比很高。但由于单片机需要附属很多的外围电路，对电路的设计水平要求很高，否则便很可能降低系统的稳定性。而且，由于喷泉控制系统很少会有批量生产的情况，对于小规模制作时，PCB印刷电路板的制作成本是很高的。综上所诉，此次设计采用单片机控制系统不是最佳方案。 工控机喷泉控制系统 工控机即工业控制计算机，但现在更时髦的叫法是产业电脑或工业电脑，英文简称IPC。工程机通俗的说就是专门为工业现场儿设计的计算机。而工业现场一般具有强烈的震动，灰尘特别多，另有很高的电磁力干扰等特点，且一般工厂均是连续作业急一年中一般没有休息。因此，工控机与普通计算机相比必须具有以下特点： 机箱采用钢结构，