花样喷泉任务书.docx

花样喷泉任务书.docx

《花样喷泉任务书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《花样喷泉任务书.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

花样喷泉任务书

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*********

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

（一）设计题目

花样喷泉控制设计

（二）情况简介

喷泉的形态越来越多经过多年的发展，现在已经逐步发展为几大类：

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。

（三）设计要求

1．任务描述

某广场的喷泉如图所示，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。

2．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、喷泉的工作方式由花样选择开关和单步/连续开关决定。

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

四、花样选择开关用于选择喷泉的喷水花样，现考虑四种喷水花样。

1花样选择开关在位置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，则停止下来。

如果为连续工作方式，则继续循环下去。

2花样选择开关在位置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，则停止下来。

如果为连续工作方式，则继续循环下去。

3花样选择开关在位置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，则停止下来。

如果为连续工作方式，则继续循环下去。

4花样选择开关在位置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，则停止下来。

如果为连续工作方式，则继续循环下去。

（四）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）当选择不同的花样模式位置时，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

花样选择开关位置1

I0.1

花样选择开关位置2

I0.2

花样选择开关位置3

I0.3

花样选择开关位置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的基本结构

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

（1）CPU和I/O模块的选型

为了保证系统的实用性，可靠性，故本次设计选用西门子S7-200CPU266主机增加到40个数字量I/O点。

最大扩至24个数字量I/O点或35路模拟I/O点。

I/O模块的型号和数量每一块的点数可分为4、8、16、32、和64点。

依照设计要求需要，选用6ES72162AD230XB8CPU226,DCPS,24DEDC/16DADC-CN2331.84型。

1.5系统外部接线图

喷头2

喷头1

系统外部接线图

1.6控制流程

系统工作流程图

系统工作流程图

工艺流程简介

按下启动，PLC驱动电机水泵运转，开始自动循环。

按下停止，水泵停止工作，所有的电磁阀关断。

喷水电磁阀共分4组，每1组都由4个电磁阀组成。

通过改变这十六个喷水阀的状态，来组合成变化多样的花样喷泉形式。

1.7系统梯形图设计

根据系统控制要求和I/O分配，编写梯形图如图

3.1.1、花样选择开关在位置1时

选择开关在位置1时，按下启动按钮I0.5，首先是4号喷头先喷水，即输出点QO.1得电发亮如图4-2a；观察仿真界面可知道每隔2s就会有一个输出点亮，也就是各喷头按顺序喷水，如此到最后四个喷头都喷水如图4-2b。

（a）（b）

图4-2

3.1.2花样选择开关在位置2时

选择开关在位置2时，按下启动按钮I0.5，首先是1号喷头先喷水，即输出点QO.4得电发亮如图4-3a；观察仿真界面可知道每隔2s就会有一个输出点亮，也就是各喷头按顺序喷水，如此到最后四个喷头都喷水如图4-3b。

（a）

（b）

图4-3

3.1.3花样选择开关在位置3时

选择开关在位置3时，按下启动按钮I0.5，首先是1号、3号喷头先喷水，即输出点QO.2和Q0.4得电发亮如图4-4a；观察仿真界面可知道3s后输出点Q0.1、QO.3发亮如图4-4b，也就是2号、4号喷头喷水，同时原来亮的Q0.2、Q0.4又熄灭，过15s后，1、2、3、4号喷头全部喷水。

（a）

（b）

图4-4

3.1.4花样选择开关在位置4时

选择开关在位置4时，按下启动按钮I0.5，首先是1号、2号、3号、4号得喷头按顺序分别延时2s得电，30s后又重复1-2-3-4的顺序，同样分别延时2s，依次喷完后再过1s改成按照4-3-2-1的顺序依次得电发亮，最后4个喷头同时得电发亮30s之后全部熄灭。

…..

图4-5

参考文献

1.《S7-200PLC编程及应用》廖常初主编机械工业出版社2002

2.《可编程序控制器的编程方法与工程应用》廖常初主编重庆大学出版社2002

3.《西门子S7-200PLC应用实例解说》李长军刘福祥王明礼电子工业出版社2011

4.《西门子S7-200系列PLC自学手册》陈忠平周少华侯玉宝李锐敏人民邮电出版社2008

（五）列出设计参考资料目录设计时间

2012年2月20日至2012年3月2日（2周）

指导教师（签名）

年月日