花式喷水池装置PLC控制程序的设计与调试河南工业大学.docx

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花式喷水池装置PLC控制程序的设计与调试河南工业大学

第1章引言……………………………………………………………………………………………1

1.1花式喷水池装置PLC控制程序的设计与调试内容简介………………………1

1.2花式喷水池装置PLC控制程序的设计与调试设计要求…………………………2

1.3花式喷水池装置PLC控制程序的设计与调试设计思想…………………………2

第2章花式喷水池装置PLC控制系统的硬件电路设计……………………………3

2.1花式喷水池装置PLC控制系统运行框图………………………………………3

2.2花式喷水池装置PLC控制系统PLC选型………………………………………3

2.3花式喷水池装置PLC控制系统I/O分配表……………………………………3

2.4花式喷水池装置PLC控制系统I/O接线图……………………………………3

第3章花式喷水池装置PLC控制系统的程序设计…………………………………6

3.1花式喷水池装置PLC控制程序的梯形图………………………………………6

3.2花式喷水池装置PLC控制程序的指令表……………………………………………6

结论……………………………………………………………………………………………………7

设计总结…………………………………………………………………………………………8

谢辞………………………………………………………………………………………………9

附录………………………………………………………………………………………………10

参考文献…………………………………………………………………………………………29

第1章引言

1.1花式喷水池装置PLC控制程序的设计与调试内容简介

1．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。

2．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：

a）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。

b）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30s为一个循环。

c）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。

d）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。

1.2花式喷水池装置PLC控制程序的设计与调试课题要求

本次的设计要求如下：

1.画出运行框图；

2.采用PLC控制，列出输入输出点分配表；

3.画出PLC的输入输出设备的接线图；

4.利用STEP7-Micro/WIN32软件完成梯形图、指令表的程序设计与调试；

5.完成课程设计说明书

1.3花式喷水池装置PLC控制程序的设计与调试设计思想

1.水池控制电源开关接通后，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。

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；

3.当选择开关在1时，按动启动按钮时程序自动进入开关1对应该的程序运行，程序运行到最后时自行判断是单步或连续，就入戏一个环节。

当选择开关在2、3、4时同上。

第2章花式喷水池装置PLC控制系统的硬件电路设计

2.1花式喷水池装置PLC控制系统运行框图

在许多休闲广场、景区或游乐场里，经常看到喷水池按一定的规律喷水或变化式样，若在夜晚配上各种彩色的灯光显示，更加迷人。

设计一花式喷水池，采用PLC控制是比较方便的，在花式喷水时序确定的前提下，可以通过改变时序或者改变控制卉关，就可改变控制方式，达到显现各种复合状态的要求。

经分析及组员的建议本设计题目使用顺序控制指令完成，思路清晰、易于理解。

而顺序控制指令是PLC生产厂家为用户提供的可视功能图编程简单化和规范化的指令。

本设计中使用顺序控制指令虽梯形图网络众多，操作比较繁琐，但思路清晰、易于理解。

故选择顺序控制指令完成。

本设计中涉及可选择的分支和链接、跳转和循环。

分析系统及控制要求绘出如下运行框图,如图2-1所示

2.2花式喷水池装置PLC控制系统PLC选型

从2.1运行框图分析可以知道，系统共有开关量输入点8个，开关量输出点4个。

本系统采用西门子S7-200系列PLC进行控制。

如果选用CPU226PLC或CPU224PLC，价格较高，浪费较大。

参照西门子S7-200产品目录，主机CPU222.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。

CPU222输入电压：

20.4‐28.2VDC/85‐264VAC（43‐63Hz）,集成了8输入/6输出共14个数字量I/O点。

可连接2个扩展模块。

2.3花式喷水池装置PLC控制系统I/O分配表

该系统需8个输入和4个输出，由以上知选CPU222即可满足要求（CPU222有8输入和6输出）。

见表2-1I/O分配表

2.4花式喷水池装置PLC控制系统I/O接线图

CPU222的I/O接线图如图2-2所示

图2-1运行框图

表2-1I/O分配表

名称

地址

符号

说明

输入

启动按钮

I0.0

SB1

启动喷泉系统

1号方式选择开关

I0.1

SA-1

喷泉选择1号方式喷水

2号方式选择开关

I0.2

SA-2

喷泉选择2号方式喷水

3号方式选择开关

I0.3

SA-3

喷泉选择3号方式喷水

4号方式选择开关

I0.4

SA-4

喷泉选择4号方式喷水

停止按钮

I0.5

SB2

停止喷泉系统

连续开关

I0.6

SB3

单步开关

I0.7

SB4

输出

1号电磁阀

Q0.0

KM1

1号喷泉喷水

2号电磁阀

Q0.1

KM2

2号喷泉喷水

3号电磁阀

00.2

KM3

3号喷泉喷水

4号电磁阀

Q0.3

KM4

4号喷泉喷水

M

L+

L1

N

1L

I0.0

1M

KM2

Q0.2

SA1-1

Q0.1

Q0.0

I0.6

I0.5

I0.4

I0.1

I0.3

I0.2

L（+）220VACL（-）

CPU222

SA1-3

SA1-2

SA1-4

KM4

KM3

KM1

SB3

SB2

Q0.3

33

2L

I0.7

24VDC

图2-2I/O接线图

第3章花式喷水池装置PLC控制系统的程序设计

3.1花式喷水池装置PLC控制程序的梯形图

本系统采用STEP7MicroWINSP4（S7-200）V4.0软件调试，分为两部分：

主程序和子程序,子程序有四部分,分别表示选择开关在位置1-4时的不同喷水花样，共有68个网络。

调试过程所设计梯形图见附录：

1.梯形图（P10）

3.2花式喷水池装置PLC控制程序的指令表

本系统调试过程所生成指令表见附录：

2.指令表（P25）

附录

1.梯形图