基于PLC的花式喷水池..doc

目 录 一 绪论 3 二 硬件电路设计 3 1 PLC工作原理 3 2 花式喷水池主电路图 3 3 PLC选型 4 三 软件设计 5 1 流程图 6 2 功能图 7 四 总结 8 参考文献 9 附录：语句表 10 一 绪论 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。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。 在游人和居民经常光顾的场所，如公园、广场、旅游景点及一些知名建筑前，经常会修建一些喷泉供人们休闲、观赏。这些喷泉按一定的规律改变喷水式样，如果再与五颜六色的灯光相配合，在和和谐优雅的音乐中，更使人心旷神怡，流连忘返。 本文讲述的是如何利用PLC控制喷泉喷水方式，产生各样的样式，本文结合任务设计书的要求，以4环花式喷泉为研究对象，采用了西门子s7--200系列可编程序控制器作为喷泉的控制器，通过CPU222来控制四个水泵工作顺序和每个水泵喷水时间来达到花式喷水的效果。同时对花式喷水池的控制系统的总体功能进行了分析，阐述了可编程控制器的组成和工作原理。并提出了喷水池硬件的各组成模块及详细的硬件模块设计方案。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。 二 硬件电路设计 1 PLC工作原理 当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 　　 1）输入采样阶段。在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 　　 2) 用户程序执行阶段。在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。 　　 3) 输出刷新阶段。当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。 2 花式喷水池主电路图 该花式喷水池有四个水泵MA0、MA1、MA2、MA3为动力系统进行抽水，每一路火线上都接有熔断器进行短路保护和热继电器进行过载保护由接触器主触点控制每个抽水机的运行。通过AC/DC来提供CPU上的电能。 图1 花式喷水池主电路图 当QA0闭合时，主电路水泵MA0通电，1号喷水管开始喷水；当QA1闭合时，水泵MA1通电开始抽水；当QA2闭合时，水泵MA2通电工作；当QA3闭合时，水泵MA3通电工作。 3 PLC选型 PLC的功能日益壮大，一般PLC都有开关量逻辑运算、定时、计数、数据处理等基本功能，有些PLC也可以扩展各种特殊功能模块，如通信模块、位置控制模块等。选型时可以考虑一下几点：功能与任务相适应，PLC的处理速度应满足实施控制的要求，PLC结构合理，机型统一，在线编程和离线编程的选择。全自动洗衣机控制要求的控制功能简单，小型的PLC就能满足要求了。根据表1可知，该花式喷水池控制系统CPU模块可采用CPU-224（AC/DC继电器）模块，它可控制整个系统按照控制要求有条不紊的进行。同时由于该模块采用220V供电，并且自带24个数字量输入点和10个数字量输出点，而