花样喷泉任务书.doc

设计任务书

《可编程控制器》课程设计

设计题目花式喷泉系统设计

所在系信息与机电工程系

姓名阮信伟

学号092237003

指导老师张翠云

专业年级机械设计制造及其自动化2009级

2012年2月20日

可编程控制器课程设计任务书

设计题目

把戏喷泉控制设计

情况简介

喷泉的形态越来越多经过多年的开展，现在已经逐步开展为几大类：音乐喷泉；程控喷泉；音乐+程控喷泉；激光水幕电影；趣味喷泉等。加上特定的灯光、控制系统，起到净化空气，美化环境的作用。现代的喷泉所具备的条件是相当优越的，其中最为关键的便是控制系统PLC.它的主要作用是控制水下电磁阀来让喷泉在高水压下喷出各式各样的形态，随后在加上动听的音乐，便产生了具有震撼力的视觉冲击。

设计要求

任务描述

某广场的喷泉如下图，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。

控制任务和要求

一、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。

二、喷泉的工作方式由把戏选择开关和单步/连续开关决定。

三、当单步/连续开关在单步位置时，喷泉只能按照把戏选择开关设定的方式，运行一个循环。

四、把戏选择开关用于选择喷泉的喷水把戏，现考虑四种喷水把戏。

1把戏选择开关在位置1时，按下启动按钮后，4号喷头喷水，延时2s后

3号喷头喷水，再延时2s后，2号喷头喷水，又延时2s后，1号喷头喷水。18s后，如果为单步工作方式，那么停止下来。如果为连续工作方式，那么继续循环下去。

2把戏选择开关在位置2时，按下启动按钮后，1号喷头喷水，延时2s后，2号喷头喷水，再延时2s后，3号喷头喷水，又延时2s后，4号喷头喷水。30s后，如果为单步工作方式，那么停止下来。如果为连续工作方式，那么继续循环下去。

3把戏选择开关在位置3时，按下启动按钮后，1、3号喷头同时喷水，延时3s后，2、4号喷头喷水，1、3号停止喷水。如此交替运行15s后，4组喷头全喷水，30s后，如果为单步工作方式，那么停止下来。如果为连续工作方式，那么继续循环下去。

4把戏选择开关在位置4时，按下启动按钮后，按照1→2→3→4的顺序，依次间隔2s喷水，然后一起喷水。30s后，按照1→2→3→4顺序，分别延时2s，依次停止喷水。再经1s延时，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，那么停止下来。如果为连续工作方式，那么继续循环下去。

设计步骤

1.1控制特点分析

花式喷泉的特点要求不算复杂，其特点有：〔1〕有选择性有顺序地喷水，而且有定时喷水的特点；〔2〕中选择不同的把戏模式位置时，其喷头的电磁阀开关按照所在位置开闭；〔3〕单周期工作方式和连续周期工作方式。

1.2方案选择

根据自己掌握的知识，最终选择PLC控制器来控制花式喷泉。

理由：可编程控制器编程方法简单易学，功能强，性能价格比高，硬件配齐全，用户使用放便，使用性强，可靠性高，抗干扰能力强。系统的设计、安装、调试工作量少，维护工作量少，维护方便，体积小，能耗低

1.3系统I/O分配

根据控制要求给出系统I/O分配表。表3-1

表3-1PLCI/O资源分配表

输入设备

输入点

输出设备

输出点

启动

I0.5

1号喷头

Q0.4

停止

I0.0

2号喷头

Q0.3

单步

I0.6

3号喷头

Q0.2

连续

I0.7

4号喷头

Q0.1

把戏选择开关位置1

I0.1

把戏选择开关位置2

I0.2

把戏选择开关位置3

I0.3

把戏选择开关位置4

I0.4

1.4硬件的选型

1.4.1、PLC硬件的选型

可编程控制器是是一种数字运算操作的电子系统，专业在工业环境下应用而设计。它利用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，来控制各类型的机械或生产的过程。

(1)PLC的根本结构

PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程装置组成。PLC的特殊功能模块用来完成某些特殊的任务。

PLC控制系统示意图

〔2〕PLC作过程

PLC通电后，需要对硬件和软件作一些初始化的工作。为了使PLC的输出及时地响应各种输入信号，初始化后反复不停的分阶段处理各种不同的任务见，这种周而复始的循环工作模式称为扫描工作模式。

扫描过程

1.4.2、选择硬件

CPU和I/O模块的选型

为了保证系统的实用性，可靠性，故本次设计