花式喷水池装置PLC控制梯形图的设计与调试.doc

引言??? 花式喷水池是近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，经常会修建一些喷水池供人们休闲、观赏，这些喷水池按一定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越来越高，使得越 来越多的控制部分需要可编程控制器来实现。本文结合任务设计书的要求，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总体功能进行了分析，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动即可，方便简单。而且采用PLC控制时，利用其体积小、功能强、可靠性高，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，变换出不同的花样。所以PLC在当前工业控制中得到广泛应用！ 第一章 系统描述及控制要求 1.1 系统描述 花式喷水池示意图 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，可分别用4个开关模拟实现；单步/连续开关为“1”= 单步，“0”= 连续，其他为单一功能开关。 1.2 控制要求 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/连续”开关来决定。 （2）“单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一个循环；在连续位置时，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样，1～4号喷水管的工作方式选择如下： 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，接着一起喷水15s为一个循环。 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，接着一起喷水20s为一个循环。 选择开关在位置“3”——按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、4号同时喷水，1、3号停止喷；交替运行5次后，再1～4号全部喷水30s为一个循环。 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，然后一起喷水30s后，1、2、3和4号水管分别延时2s停水，再等待1s，由4→3→2→1反序分别延时2s喷水，然后再一起喷水30s为一个循环。 （4） 不论在什么工作方式，按下停止按钮，喷水池立即停止工作，所有存储器复位。 1.3 PLC选型 本系统采用西门子S7-200系列PLC进行控制。从分析可以知道，系统共有开关量输入点7个，开关量输出点4个。如果选用CPU226PLC，价格较高，浪费较大。参照西门子S7-200产品目录及市场实际价格，，主机CPU224.它体积小，重量轻，使用寿命长，编程和维护方便，故障率低，通过扩展模块的连接，可以增加输入/输出点数。 1.4 采用PLC控制花式喷水池的优点 从控制方式上看：PLC软接线，只需改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加功能. 工作方式上看：PLC串行工作，不受约束。 控制速度上看：PLC控制速度快，继电器瞬间接触。 定时、计数看：PLC时钟精度高，定时范围宽；且有计数功能。 可靠、维护看：PLC无触点，寿命长，且具有自我诊断功能，对程序执行监控功能，现场调试和维修方便。 第二章 控制系统分析 2.1 控制系统的 I/O点及分配地址 控制系统的输入/输出信号的名称、代码及地址如下表1-1所示： 代码 输入/输出 名称 SB1 I0.0 启动按钮 SB2 I0.1 停止按钮 SB3 I0.2 单步/连续开关 SB4 I0.3 选择开关1 SB5 I0.4 选择开关2 SB6 I0.5 选择开关3 SB7 I0.6 选择开关4 KM1 Q0.1 外环形喷水管1喷水 KM2 Q0.2 中环形喷水管2喷水 KM3 Q0.3 内环形喷水管3喷水 KM4 Q0.4 中间喷水管4喷水 表1-1 输入输出信号的名称、代码及地址编号 2.2 PLC的外部I/O接线图 依据花式喷水池的控制要求、实际控制需求以及输入/输出变量特点，选用的西门子S7-200.CPU224.PLC,可满足上述控制要求。PLC控制系统外部接线图如图1-1所示： 2.3 控制程序流程图