花式喷水池地PLC控制.docx

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花式喷水池地PLC控制

工程学院

课程设计书

课程名称电气控制与可编程控制器

项目名称花式喷水池的PLC控制

院（系、部、中心）自动化学院

专业测控技术与仪器

班级测控071

起止日期2010.07.05～2010.07.09

指导教师

一、课程设计题目.....................................1

二、课程设计的.......................................1

三、课程设计求.......................................1

4、课程设计步骤.....................................2

1、工艺分析.....................................2

2、PLC选型.......................................2

3、设计思路.......................................3

4、I/O地址分配..................................3

5、接口图.........................................3

6、工作流程图.....................................4

7、顺序功能图.....................................5

8、梯形图.........................................6

9、语句表程序....................................18

5、设计中遇到的问题与解决方法......................22

6、设计总结及心得体会..............................22

7、参考书目........................................23

1、课程设计题目

花式喷水池的PLC控制

二、课程设计目的

电气控制与PLC课程设计是电气自动化技术专业一个重要的实践性教学环节，通过课程设计达到掌握电气控制柜的原理设计、安装工艺图纸设计的基本方法，并能达到熟练使用可编程控制器实现简单控制系统的控制要求，熟练地进行系统外围电路设计、接线、编程、调试等工作。

三、课程设计要求

某一喷水池的控制器，形式如下：

在图中，4为中间喷水管，3为环状喷水管，2为一次外环形状喷水管，1为外

环形状喷水管。

要求用PLC控制完成下列要求：

1．控制器电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置开始工作。

工作方式由选择开关和单步/连续开关来决定，不论运行在什么方式下，按下止按钮，喷水池停止喷水。

2．“单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一次循环；在连续位置时，喷水池运行一直循环下去。

3．方式选择开关用来选择喷水池的喷水花样，1~4号喷水法的工作方式选择如下：

1）选择开关在位置“1”时，按下启动按钮后，4号喷水，延时2s后，3号喷水，

延时2s后，2号喷水，再延时2s后，1号喷水，再一起喷水15s后停下。

若运行在连续状态时，将继续循环下去。

2）选择开关在位置“2”时，按下启动按钮后，1号喷水，延时2s后，2号喷水，

延时2s后，3号喷水，再延时2s后，4号喷水，再一起喷水30s后停下。

若运行在连续状态时，将继续循环下去。

3）选择开关在位置“3”时，按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、

4号喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后，1~4号全喷水，30s后停下。

若运行在连续状态时，将继续循环下去。

4）选择开关在位置“4”时，按下启动按钮后，1→2→3→4按顺序延时2s喷水，

然后一起喷水30s，1、2、3和4号分别延时2s停止喷水，再延时1s，由4→3→2→1反向顺序延时2s喷水，然后一起喷水30s停止。

若运行在连续状态时，将继续循环下去。

4、课程设计步骤

1、工艺分析

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。

2、PLC选型

CPU224CN24VDC电源24VDC输入24VDC输出6ES7214-1AD23-0XB8100～230VAC电源24VDC输入继电器输出6ES7214-1BD23-0XB8CPU224本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。

可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。

13K字节程序和数据存储空间。

6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。

1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。

I/O端子排可很容易地整体拆卸。

是具有较强控制能力的控制器。

3、设计思路

经分析及老师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化的指令。

本设计中使用顺序控制指令虽T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、跳转和循环。

4、I/O地址分配

名称

地址

符号

说明

输入

启动按钮

I0.0

SF1

启动喷泉系统

单步／循环选择开关

I0.1

SF2

选择是否循环状态

停止按钮

I0.2

SF3

停止喷泉系统

1号方式选择开关

I0.3

SF4

喷泉选择1号方式喷水

2号方式选择开关

I0.4

SF5

喷泉选择2号方式喷水

3号方式选择开关

I0.5

SF6

喷泉选择3号方式喷水

4号方式选择开关

I0.6

SF7

喷泉选择4号方式喷水

输出

喷水池工作指示

Q0.0

EA1

1号喷水阀工作

Q0.1

MB1

1号喷水阀喷水

2号喷水阀工作

Q0.2

MB2

2号喷水阀喷水

3号喷水阀工作

00.3

MB3

3号喷水阀喷水

4号喷水阀工作

Q0.4

MB4

4号喷水阀喷水

5、接口图

注：

在实验室的模拟平台上，无法实现喷水阀MB1、MB2、MB3、MB4的模拟。

因此时用指示灯代替喷水阀。

即可完成该实验的模拟。

6、工作流程图

系统启动按钮是否按下？

系统停止按钮是否按下？

是否处于连续状态？

结束

7、顺序功能图

8、梯形图

、

9、语句表程序

Network1//NetworkTitle

//NetworkComment

LDSM0.1

SS0.0,1

Network2

//选择开关1

LSCRS0.0

Network3

LDI0.0

SCRTS0.7

Network4

SCRE

Network5

LSCRS0.7

Network6

LDSM0.0

SQ0.0,1

Network7

LDI0.3

SCRTS0.1

Network8

LDI0.4

SCRTS1.0

Network9

LDI0.5

SCRTS2.0

Network10

LDI0.6

SCRTS3.0

Network11

SCRE

Network12

LSCRS0.1

Network13

LDSM0.0

SQ0.4,1

TONT37,20

Network14

LDT37

SCRTS0.2

Network15

SCRE

Network16

LSCRS0.2

Network17

LDSM0.0

SQ0.3,1

TONT38,20

Network18

LDT38

SCRTS0.3

Network19

SCRE

Network20

LSCRS0.3

Network21

LDSM0.0

SQ0.2,1

TONT39,20

Network22

LDT39

SCRTS0.4

Network23

SCRE

Network24

LSCRS0.4

Network25

LDSM0.0

SQ0.1,1

TONT40,150

Network26

LDT40

SCRTS0.5

Network27

SCRE

Network28

LSCRS0.5

Network29

LDSM0.0

RQ0.1,4

Network30

LDI0.2

ANI0.1

SCRTS0.7

Network31

LDI0.1

SCRTS0.6

Network32

SCRE

Network33

LSCRS0.6

Network34

LDSM0.0

RQ0.0,1

SCRTS0.0

Network35

SCRE

Network36

//选择开关2

LSCRS1.0

Network37

LDSM0.0

SQ0.1,1

TONT41,20

Network38

LDT41

SCRTS1.1

Network39

SCRE

Network40

LSCRS1.1

Network41

LDSM0.0

SQ0.2,1

TONT42,20

Network42

LDT42

SCRTS1.2

Network43

SCRE

Network44

LSCRS1.2

Network45

LDSM0.0

SQ0.3,1

TONT43,20

Network46

LDT43

SCRTS1.3

Network47

SCRE

Network48

LSCRS1.3

Network49

LDSM0.0

SQ0.4,1

TONT44,300

Network50

LDT44

SCRTS1.4

Network51

SCRE

Network52

LSCRS1.4

Network53

LDSM0.0

RQ0.1,4

Network54

LDI0.2

ANI0.1

SCRTS0.7

Network55

LDI0.1

SCRTS0.6

Network56

SCRE

Network57

LSCRS0.6

Network58

LDSM0.0

RQ0.0,5

SCRTS0.0

Network59

SCRE

Network60

//选择开关3

LSCRS2.0

Network61

LDSM0.0

RQ0.2,1

RQ0.4,1

SQ0.1,1

SQ0.3,1

TONT45,30

Network62

LDT45

SCRTS2.1

Network63

SCRE

Network64

LSCRS2.1

Network65

LDSM0.0

RQ0.1,1

RQ0.3,1

SQ0.2,1

SQ0.4,1

TONT46,30

Network66

LDT46

AC20

SCRTS2.2

Network67

LDT46

ANC20

SCRTS2.0

Network68

SCRE

Network69

LSCRS2.2

Network70

LDSM0.0

SQ0.1,4

TONT47,300

Network71

LDT47

SCRTS2.3

Network72

SCRE

Network73

LSCRS2.3

Network74

LDSM0.0

RQ0.1,4

Network75

LDI0.2

ANI0.1

SCRTS0.7

Network76

LDI0.1

SCRTS0.6

Network77

SCRE

Network78

LSCRS0.6

Network79

LDSM0.0

RQ0.0,5

SCRTS0.0

Network80

SCRE

Network81

LDS2.0

LDS2.2

CTUC20,5

Network82

//选择开关4

LSCRS3.0

Network83

LDSM0.0

SQ0.1,1

TONT48,20

Network84

LDT48

SCRTS3.1

Network85

SCRE

Network86

LSCRS3.1

Network87

LDSM0.0

SQ0.2,1

TONT49,20

Network88

LDT49

SCRTS3.2

Network89

SCRE

Network90

LSCRS3.2

Network91

LDSM0.0

SQ0.3,1

TONT50,20

Network92

LDT50

SCRTS3.3

Network93

SCRE

Network94

LSCRS3.3

Network95

LDSM0.0

SQ0.1,4

TONT51,300

Network96

LDT51

SCRTS3.4

Network97

SCRE

Network98

LSCRS3.4

Network99

LDSM0.0

RQ0.1,1

TONT52,20

Network100

LDT52

SCRTS3.5

Network101

SCRE

Network102

LSCRS3.5

Network103

LDSM0.0

RQ0.2,1

TONT53,20

Network104

LDT53

SCRTS3.6

Network105

SCRE

Network106

LSCRS3.6

Network107

LDSM0.0

RQ0.3,1

TONT54,20

Network108

LDT54

SCRTS3.7

Network109

SCRE

Network110

LSCRS3.7

Network111

LDSM0.0

RQ0.4,1

TONT55,10

Network112

LDT55

SCRTS4.0

Network113

SCRE

Network114

LSCRS4.0

Network115

LDSM0.0

SQ0.4,1

TONT56,20

Network116

LDT56

SCRTS4.1

Network117

SCRE

Network118

LSCRS4.1

Network119

LDSM0.0

SQ0.3,1

TONT57,20

Network120

LDT57

SCRTS4.2

Network121

SCRE

Network122

LSCRS4.2

Network123

LDSM0.0

SQ0.2,1

TONT58,20

Network124

LDT58

SCRTS4.3

Network125

SCRE

Network126

LSCRS4.3

Network127

LDSM0.0

SQ0.1,1

TONT59,300

Network128

LDT59

SCRTS4.4

Network129

SCRE

Network130

LSCRS4.4

Network131

LDSM0.0

RQ0.1,4

Network132

LDI0.2

ANI0.1

SCRTS0.7

Network133

LDI0.1

SCRTS0.6

Network134

SCRE

Network135

LSCRS0.6

Network136

LDSM0.0

RQ0.0,5

SCRTS0.0

Network137

SCRE

五、设计中遇到的问题与解决方法

1、遇到问题：

在最开始的设计阶段，由于只是看到了课程设计任务书而没有看到指导书中的设计方案提示，而对四种喷水方式的的开关设计有些困惑，不知使用四个独立开关还是可以用有四个档位的总开关，它的开关模式不是普通的0或1，而是0、1、2、3。

这个样在选取输入信息和I/O地址分配的过程中都遇到困难。

解决方法：

仔细研究了任务书和指导书后确立了四种喷水方式的输入问题

2、遇到问题：

在画顺序功能图过程中，四种工作方式最终都要经历判断是否有停止按钮按下、是否处于连续工作状态下，在这一步有些困惑。

解决方法：

参考6.3.4跳转和循环中的功能图举例（a）。

在执行完其中一个工作方式后，只要有停止按钮按下就停止，无论是否处于连续工作状态；而无停止按钮按下但处于单步运行状态时也要停止运行。

于是可将四个分支汇总后分为两个方向，一个是有停止按钮按下，一个是无停止按钮按下切处于连续工作状态下，则循环运行。

3、遇到问题：

在录入梯形图过程结束后进行编译，在进入工作方式网络处，发现错误：

网络复杂

解决方式：

经检查发现是由于将Q0.0置零与判断4个喷水方式中选择的哪个并联造成的网络复杂，将其拆分成五个网络及解决了问题。

4、遇到问题：

在下载结束后出现非致命性错误，不影响编译但无法下载进行实验台上的模拟。

解决方法：

多次检查T形图，终于发现最后一条指令少了结束语句。

6、设计总结及心得体会

本次PLC课程设计题目与实际生活联系紧密，使我充分认识到了这门课程的实际意义和现实重要性。

通过本次课程设计我掌握了电气控制的原理设计的基本方法，并能达到熟练使用可编程控制器实现简单控制系统的控制要求，尤其是对于顺序控制指令的使用。

基本可以熟练地进行系统外围电路设计、接线、编程、调试等工作。

我所设计的课题目相对较简单，采用顺序控制设计思路清晰、易于理解。

但是我的准备工作做的不全面，在完全掌握设计资料前盲目设计，被一些小问题困扰，浪费很多时间。

光是画顺序功能图及T型图就用了一天时间，录入程序花费一晚上，而查找编译错误及非致命性错误居然花费一上午。

大部分时间基本上都是做无用功的，效率很低。

通过本次课程设计，我学到很多东西，不只是PLC这门课程的知识，还体会到了很多道理。

从刚拿到题目时的无从下手到盲目翻阅资料的同时居然忘记看老师给的重要设计指导，从完成设计大体框架的兴奋到被小问题阻碍的不知所措，直到最后多方请教、多方咨询终于完成设计，收获了满满的成就感。

最重要的是让我明白：

坚持就是胜利。

最简单却最有效的成功方法。

7、参考书目

（1）王鑫、威，《PLC机电控制系统应用设计技术》（第2版）电子工业,2010年3月

（2）高南、周乐挺，《PLC控制系统编程与实现任务解析《邮电大学，2008年12月

（3）王永华，《现代电气控制及PLC应用技术》（第2版），航空航天大学，2008年

（4）邵祥兵，《电气控制与PLC实验指导书》，工程学院自动化学院，2009年3月