花样喷泉的plc控制系统设计电气自动化.docx

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花样喷泉的plc控制系统设计电气自动化

xx工业职业技术学院

2014-2015学年

毕业设计

课题名称：

花样喷泉的PLC控制系统设计

设计时间：

2014年9月-2014年12月

系部：

电气信息工程学院

班级：

1电气自动化

姓名：

指导教师：

总目录

第一部分任务书

第二部分开题报告

第三部分毕业设计正文

第一部分

任

务

书

扬州工业职业技术学院

毕业设计任务书

系部

电子信息工程系

指导老师

职称

讲师

学生姓名

班级

1203电气自动化

学号

设计

内容

目标

和

要求

设计目标：

1、设计3种花样可供选择；

2、选择花样1时，1、3、5、7、9、11号喷头启动，10S后停止。

接着2、4、6、8、10、12号喷头喷水启动，10S后停止。

1、3、5、7、9、11号喷头继续工作，连续循环下去。

3、选择花样2时，1、5号喷头启动10S后停止，3、7号喷头启动，10S后停止。

接着2、6号喷头启动，10S后停止。

然后4、8号喷头启动，10S后停止；1、5号喷头启动同时，9、11号喷头启动，20S后停止，10、12号喷头启动，20S后停止。

然后接着开始的顺序工作，连续循环下去。

4、选择花样3时，1、3、5、7号喷头开始工作，10S后2、4、6、8号喷头也开始工作，但1、3、5、7号继续工作。

1至8号喷头同时工作后，立即闪烁，10S后1、3、5、7号停止工作。

再过10S，2、4、6、8号也停止工作。

等待10S后，1、3、5、7号再次工作，按照之前的方式循环下去。

在1至8号喷头工作时，内圈的9、10、11、12号也开始工作。

9号、12号两个喷头和1、3、5、7号工作方式是一样的，而10号、11号则与2、4、6、8号是一样的。

设计要求：

1、提出选题的初步设想和研究目的；

2、收集、整理与毕业设计有关领域的信息资料；

3、完成本毕业设计的控制程序设计；

4、完成WinCC和PLC之间的通信；

5、利用WinCC和PLC之间调试，功能指标达到技术要求；

6、根据毕业设计内容进行设计、编程、运行，形成符合学校规定的毕业设计书面文档。

具体内容：

1、深入了解和分析花式喷泉的工艺条件和控制要求。

2、确定I/O设备。

根据花式喷泉控制系统的功能要求，确定系统所需的输入、输出设备。

常用的输入设备有按钮、选择开关等，常用的输出设备有指示灯等。

3、根据I/O点数选择合适的PLC类型。

4、分配I/O点，分配PLC的输入输出点，编制出输入输出分配表或输入输出端子的接线图。

5、设计花式喷泉系统的梯形图程序，根据工作要求设计出周密完整的梯形图。

6、程序，这是整个花式喷泉系统设计的核心工作。

7、将程序输入PLC进行软件测试，查找错误，使系统程序更加善。

教研室

审核

系部

审核

第二部分

开

题

报

告

扬州工业职业技术学院电气信息工程学院

毕业设计（论文）开题报告书（表1）

学生姓名

专业

电气自动化

班级

1203电气

学号

1205010337

题目

花样喷泉的PLC控制系统设计

指导教师

职称

讲师

学位

学士

题目类别

□工程设计□基础研究■应用研究□其它

【课题的内容与要求】

内容：

1、控制系统为花样喷泉控制系统。

2、该系统的花样有2种。

3、运行时，要按照之前设置好的方案进行。

4、编程时要尽量考虑到实际操作的简单与后期维护的方便。

5、编程时思路要清晰。

要求：

1、提出选题的初步设想和研究目的。

2、收集、整理与毕业设计有关领域的信息资料。

3、完成本毕业设计的控制程序设计。

4、完成WinCC和PLC之间的通信。

5、利用WinCC和PLC之间调试，功能指标达到技术要求。

6、根据毕业设计内容进行设计、编程、运行，形成符合学校规定的毕业设计书面文档。

【前言】

随着我国经济文化不断的加速发展，物质生活水平的提高促使着人们迫切的追求更高的生活享受，花样喷泉可以在人们周围随处可见，比如广场、大厦、小区、公园等。

花样喷泉是人造小气候，在炎热的夏日可以起到增湿和降温的作用：

也为水体充氧，有利于水体增加自净能力，起到防止水体黑臭的作用。

针对广场等人群众多的公共场合，设计一个可供人们休闲、观赏的小型喷泉，以满足人们的需要。

【预期的效果及指标】

1、完成花样喷泉相关资料搜集、实践调研

2、完成PLC的选型

3、完成其输入/输出的分析

4、完成硬件组态及编程元件地址分配

5、完成WinCC的仿真调试

6、要做到操作简单、实用

【进度安排】

2014年09月20日─2014年10月30日选题、调研、收集资料

2014年10月31日─2014年11月30日论证、开题

2014年12月1日─2014年12月25日设计（写作初稿）

2014年12月26日─2014年12月30日修改、定稿、打印

【参考文献】

[1]徐志军.工业控制组态软件及应用.机械工业出版社.2010

[2]向晓汉.西门子PLC高级应用实例精解.2010

[3]张明.刘岑俐.wincc组态软件的串行通信研究[J].装备制造.2009（08）

[4]李长久.PLC原理及应用.2010

[5]甑立东.西门子WinCCV7基础与应用.2011

[6]路增立.宋玉林.刘振兵.VisualBasic中串口通讯的应用［J］.江苏电器，2003.5

[7]廖常初.S7-300/400PLC应用技术（第2版）.机械工业出版社.2011.12

[8]金沙.郑凤翼.轻松看懂PLC控制系统梯形图.中国电力出版社.2008

[9]刘华波.何文雪.王雪.西门子S7-300/400PLC编程与应用.北京：

机械工业出版社.2009.10（2012.7重印）

【指导教师意见】（有针对性地说明选题意义及工作安排是否恰当等）

□同意提交开题论证□修改后提交□不同意提交（请说明理由）

指导教师签章：

年月日

【系部意见】

□同意指导教师意见□不同意指导教师意见（请说明理由）□其它（请说明）

队系（部）主任签章：

年月日

第三部分

毕

业

设

计

正

文

花样喷泉的PLC控制系统设计

电气自动化

[摘要]

花样喷泉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。

使用PLC控制花式喷泉，具有使用方便，运行可靠，控制程序设计简单等优点。

本设计以花样喷泉为研究对象，采用了S7-300系列可编程序控制器作为喷泉的控制器。

对花样喷泉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。

并提出了喷泉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，并达到了实时控制的要求。

[关键词]水泵变频器电动机

PLCcontrolsystemoffountains

Zhou Anquan

Electricalautomation

Abstract

Figurefountainisinrecentyearstheemergenceofagardenbuildingcombinedwithafancywatchaproduct.Withtherapiddevelopmentoftheprogrammablecontrollerinourcountry,tofancyfountaincontrolrequirementsalsomoreandmorehigh,makemoreandmoreneedprogrammablecontrollertorealizecontrolpart.UsingPLCcontrolfancyfountain,iseasytouse,reliableoperation,simplecontrolprogramdesignetc.Thisdesigntofigureafountainastheresearchobject,USEStheS7-300seriesprogrammablecontrollerasthecontrollerofthefountain.Forfigurefountaincontrolsystemwasanalyzed,andtheoverallfunction,thispaperexpoundsthecompositionandworkingprincipleoftheprogrammablecontroller.Andputforwardthefountainofhardwareofeachmoduleanddetailedhardwaremoduledesign.Thisdesignimprovesthefountainsystemcontrolquality,andhasreachedtherequirementofreal-timecontrol.

Keywords:

Water pump Inverter Motor

`

第一章绪论

1.1PLC发展史

1.1.1PLC的产生

在20世纪60年代，汽车生产流水线的自动控制系统主要是由继电器、接触器组成。

在当时，每一次的汽车换型都需要继电器控制线路重新设计和安装，操作机械麻烦。

随着技术的进步，人们要求的提高，汽车更新换代的周期越来越快，这样就导致继电器控制系统频繁的重装，既浪费时间又费工和废料，甚至阻碍了要更新的周期。

为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标，要求编程方便、现场可修改程序、维修方便、采用模块化结构等。

1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，并获得成功。

早期的可编程程序控制器称为可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。

随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围。

为了控制机器和生产过程又增加了功能，比如顺序、时间、计数和算数等，目前PLC已经广泛应用在复杂的自动化生产和控制行业中。

1971年，日本从美国引进了这项技术，很快研制出日本第一台PLC。

1973年西欧国家也研制出他们的第一台PLC。

我国从1974年开始研制，于1977年开始进入工业应用。

1.1.2PLC的定义

可编程控制器，英文名称ProgrammableController，简称PC。

但由于PC容易和个人计算机PC（PersonalComputer）混淆，故人们习惯用PLC作为可编程控制器的缩写。

PLC是英文ProgrammableLogicController的缩写