基于plc的花樣噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計【畢業(yè)論文】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(論文)</p><p><b>　　(201 屆)</b></p><p>　　論文題目 基于PLC的花樣噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　(英文) The Design of Figure Fountain </p><p>　　Control System based on

2、 PLC </p><p>　　所在學(xué)院 電子信息學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 電氣工程及其自動化 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p&

3、gt;<p>　　完成日期 年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　噴泉作為一種景觀設(shè)施，在國內(nèi)外都具有較為久遠歷史。改革開放以前，噴泉的主要運用范圍是在園林、公園等地方，隨著時間的推移，噴泉的應(yīng)用范圍逐漸擴大到各個社會活動場所，譬如廣場，水上音樂劇場，高層景觀等?？刂品绞綇幕?/p>

4、樣單一，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的繼電器控制到程序復(fù)雜的單片機控制，然后再到現(xiàn)在逐步興起的編程簡單，結(jié)構(gòu)合理的PLC控制。然而現(xiàn)在國內(nèi)這方面的控制系統(tǒng)設(shè)計并不完善。針對這個現(xiàn)象，開發(fā)一個基于PLC的噴泉控制系統(tǒng)是非常有必要的?？删幊踢壿嬁刂破骷辛酥T如體積小、適用性強、擴展方便等硬件方面優(yōu)勢；編程界面友好、編程簡單，語句完善的軟件方面優(yōu)勢。隨著各種技術(shù)工藝的發(fā)展，PLC的未來應(yīng)用前景將會更加的廣闊。</p><p>　　該控制系

5、統(tǒng)以三菱公司的FX2N-80MR-001 PLC作為控制器，水泵電機提供噴泉工作所需要的壓力，每個噴頭接一個控制用的電磁閥磁芯，通過控制電磁閥磁芯的得電與失電來控制噴頭的噴水和關(guān)閉。硬件部分完成硬件圖的繪制，PLC等電氣元件的選用。軟件部分主要是完成程序的編寫、完善和仿真，畫出每個花樣的流程圖,最后完成觸摸屏設(shè)計。</p><p>　　關(guān)鍵詞：可編程控制器（PLC）；控制方式；觸摸屏</p><

6、;p><b>　　Abstract</b></p><p>　　As a landscape facility, fountains have a relatively long history both at home and abroad. Before reforming and opening, the main application areas are in the fou

7、ntain gardens, parks and other places, With the time goes by, fountain application scope expanded to all social activities gradually, such as Square, Water Music Theater, Senior Landscape. The control mode develop from P

8、atterns of single、complex structure of the Relay control to the Complex procedures SCM control. Then comes to the PLC </p><p>　　This control system select the Mitsubishi Company's FX2N-80MR-001 PLC as a

9、controller, Pump motor provide the pressure to the fountain, each nozzle is connected with a control Electromagnetic Valve, By controlling the Electromagnetic Valve to open and close the nozzle to control the water on an

10、d off, Each electromagnetic valve are connected in parallel with a lantern to achieve The unified action of the spray and tube. Complete the drawing of the hardware diagram, selection of the PLC, and other</p><

11、;p>　　Key Words: Programmable Logical Controller (PLC); Control Mode; Touch Panel</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1　引言1</b></p><p><b>　　2　方案論證2<

12、;/b></p><p>　　2.1 樣噴泉控制方案論證與比較2</p><p>　　2.2 總體設(shè)計方案2</p><p><b>　　3　硬件設(shè)計4</b></p><p>　　3.1 PLC選型4</p><p>　　3.2 輸入輸出口配置4</p><p

13、>　　3.3 電路設(shè)計5</p><p>　　3.4 PLC控制電路設(shè)計6</p><p><b>　　4　軟件設(shè)計8</b></p><p>　　4.1 發(fā)工具和編程語言8</p><p>　　4.2 統(tǒng)總體程序流程圖8</p><p>　　4.3 程序總匯9</p>

14、;<p>　　4.3.1 程序9</p><p>　　4.3.2 花樣子程序111</p><p>　　4.3.3 花樣子程序212</p><p>　　4.3.4 花樣子程序315</p><p>　　4.3.5 花樣子程序417</p><p>　　4.4 人機界面設(shè)計18</p&g

15、t;<p>　　4.4.1 觸摸屏工作原理19</p><p>　　4.4.2 三菱觸觸摸屏編輯及其仿真軟件19</p><p>　　4.4.3 開機界面設(shè)計20</p><p>　　4.4.4 用戶界面及模擬界面20</p><p>　　5　模擬及調(diào)試22</p><p>　　5.1 梯形圖仿

16、真及調(diào)試22</p><p>　　5.2 人機界面的仿真及調(diào)試22</p><p><b>　　6　結(jié)論26</b></p><p><b>　　致 謝27</b></p><p><b>　　參考文獻28</b></p><p>　　附錄一

17、 梯形圖29</p><p>　　附錄二 語句表36</p><p>　　附錄三 畢業(yè)設(shè)計說明書43</p><p><b>　　1　引言</b></p><p>　　噴泉原來是一種自然景觀，是承壓水的地面露頭。園林中的噴泉，一般是為了造景的需要，人工建造的具有裝飾性的噴水裝置。噴泉可以濕潤周圍空氣，減少塵埃，降低

18、氣溫。噴泉的細小水珠同空氣分子撞擊，能產(chǎn)生大量的負氧離子。因此，噴泉有益于改善城市面貌和增進居民身心健康[1]。</p><p>　　伴隨社會的進步，人們在滿足物質(zhì)需求之后，對精神方面的需求也越來重視。噴泉作為一種很好的人文景觀和一個大眾的娛樂休閑項目自然也大受人們的歡迎，發(fā)展也越來越迅速。從適用于節(jié)日、大型集會的廣場噴泉到造型簡潔明快，大方莊重的城市主題噴泉，再到廣場，購物中心歡快，跳躍，豐富多變的大型激光彩色

19、音樂噴泉，配上水幕電影，給人帶來了前所未有視聽享受。近年來，隨著房地產(chǎn)市場的逐漸升溫，一些住宅小區(qū)在景觀設(shè)計中，融入了噴泉，使其與小區(qū)園林景觀遙相呼應(yīng)。商場、酒樓內(nèi)的噴泉小巧、別致，可以調(diào)節(jié)室內(nèi)氣溫[2]。</p><p>　　噴泉設(shè)計的發(fā)展離不開的是設(shè)計者的巧奪天工，更離不開技術(shù)的支持。傳統(tǒng)的控制技術(shù)主要是基于單一的元件的控制，多為控制繼電器來控制電機運行來大道噴水的目的。這種方法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計難度高，而且資源

20、和能源浪費嚴重，最大的缺點的就是噴泉花樣呆板沒有新意。單片機的引入，給噴泉控制技術(shù)帶來了發(fā)展，但是其編程復(fù)雜，對設(shè)計者的要求高，而且其運算和接口帶動能力有限[3]。隨著PLC迅速發(fā)展，人們可以有能力和條件設(shè)計出更加復(fù)雜多變的花樣噴泉，這使得噴泉技術(shù)得到了前所唯有的發(fā)展。這些控制部分大都需要PLC來實現(xiàn)。</p><p>　　本設(shè)計的實現(xiàn)是基于PLC作為控制器來實現(xiàn)的，通過給每一個噴頭都配置一個電磁閥，再由PLC輸

21、出口統(tǒng)一控制，能夠很容易實現(xiàn)噴泉的水型變化。</p><p><b>　　2　方案論證</b></p><p>　　2.1花樣噴泉控制方案論證與比較</p><p>　　通過查閱相關(guān)資料，目前流行的控制方式主要有兩種：（1）PLC控制，（2）單片機控制。</p><p>　　方案一：以單片機作為主要控制器[4]。優(yōu)點：體

22、積小，應(yīng)用靈活多變，語言豐富，同樣產(chǎn)品由單片機實現(xiàn)成本低。缺點：編程語言豐富但是復(fù)雜，格式僵硬，入手難；抗干擾能力差，穩(wěn)定不高；當(dāng)與復(fù)雜的系統(tǒng)相連接時，需要考慮到現(xiàn)場和單片機的連接，接口的擴展，輸入輸出信號的處理等，對開發(fā)者的軟件和硬件能力要求高。因此，單片機的控制適用于重復(fù)生產(chǎn)的民用消費品以及小型控制系統(tǒng)的開發(fā)。</p><p>　　方案二：以PLC作為主要控制器：優(yōu)點：PLC是因工業(yè)需要而產(chǎn)生，抗干擾能力強，

23、穩(wěn)定性高；以梯形圖作為第一開發(fā)語言，形象且簡單易學(xué)，人機界面友好；帶動能力和擴展能力強并且具有聯(lián)網(wǎng)能力，適合于設(shè)計大型的工業(yè)控制系統(tǒng)[5]。缺點：價格高，體積大等。</p><p>　　結(jié)合相關(guān)因素，本設(shè)計方案選用PLC作為控制器。</p><p>　　2.2 總體設(shè)計方案</p><p>　　為了實現(xiàn)任務(wù)書要求的功能和技術(shù)指標，本論文將硬件的設(shè)計分為了一下幾個模塊

24、：PLC控制模塊、輸入開關(guān)及電源模塊、人機交互模塊、輸出電磁閥及彩燈等，其總體框圖如下圖2-1所示。</p><p>　　為了能更加形象的表示出本系統(tǒng)的設(shè)計初衷，根據(jù)其要求將其畫出如下的平面圖形，如圖2-2所示，圖中每一個圓圈代表一個噴頭，其邊上繪制了它在程序上是有哪個輔助繼電器控制的，三個大圓代表每個噴頭在第幾圈。當(dāng)接通交流電源，電機啟動，給管道提供恒定的水壓，選擇花樣運行的方式（單/連續(xù)）、彩燈是否開啟以及以

25、哪個花樣進行運行。系統(tǒng)就能夠根據(jù)原先設(shè)計好的程序控制25個電磁閥的通斷及其定時時間以噴出不同的水型供欣賞。</p><p>　　圖2-1 噴泉控制系統(tǒng)總體框圖</p><p>　　圖2-2 噴泉噴頭及其分布3　硬件設(shè)計</p><p>　　本系統(tǒng)設(shè)計所需的硬件：PLC、觸摸屏、自藕變壓器、低壓電器、控制柜、提供管道恒壓所需的模組（本設(shè)計中作了簡化只用水泵電機代替

26、）、電磁閥及彩燈等。</p><p><b>　　3.1 PLC選型</b></p><p>　　PLC型號的確定主要根據(jù)應(yīng)用的場合、系統(tǒng)所需要的輸入輸出口的個數(shù)、所需的內(nèi)存容量等方面進行確定。由于PLC是因為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計的，因此其能滿足大部分的場合，這點不給予考慮；內(nèi)存容量方面，三菱公司的FX系列PLC都滿足要求。本系統(tǒng)主要從輸入輸出的端口個數(shù)和后期升級兩個方面對

27、其進行考慮的。</p><p>　　本系統(tǒng)所需的輸入點數(shù)：系統(tǒng)的啟動和停止需要2個輸入口，單次和循環(huán)運行需要1個輸入口，彩燈的選擇需要1個輸入口，主電機啟動按鈕1個，備用電機啟動1個，花樣的選擇需要四個輸入口，共計10個輸入口。輸出點數(shù)：每個電磁閥由各自的輸出口進行控制，一共25個，兩個水泵電機接觸器2個輸出，四個接彩燈用中間繼電器，共需要31個輸出口，考慮到之后系統(tǒng)升級需要，保留10%-20%的設(shè)備余量[6]，

28、選擇三菱公司的FX2N-80MR-001作為本次控制系統(tǒng)的控制器。</p><p>　　3.2 輸入輸出口配置</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)編程和設(shè)備維護的需要，將PLC的輸入輸出口做了分配，只成表格，如表3-2和和表3-3所示。</p><p>　　表3-1 輸入端口分配表</p><p>　　表3-2 輸出端口分配表</p>

29、;<p><b>　　3.3主電路設(shè)計</b></p><p>　　主電路的設(shè)計遵循一般設(shè)計的規(guī)范，設(shè)置了刀開關(guān)QS，帶過流和過載保護的繼電器，用于整體設(shè)備的電氣保護。電機支路主要用于提供系統(tǒng)運行所需的水壓，由電機和閥門共同控制，本設(shè)計有兩臺電機，主電機為正常運行時使用的電機，備用電機是主電機發(fā)生故障時作為短暫代替使用設(shè)置的。每個支路都設(shè)計了需要的過載保護[5]，過流保護以及用

30、于電機通斷的接觸器，如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 主電路圖</p><p>　　3.4 PLC控制電路設(shè)計</p><p>　　控制電路的PLC采用的是FX2N-80MR-001型號的PLC，該PLC工作電壓為24DC，輸入口接開關(guān)并統(tǒng)一接到相應(yīng)的COM口，輸出口Y0～Y30接電磁閥磁芯。Y40、Y41接接觸器線圈，Y42～Y45接彩燈組的中間繼

31、電器項圈，其基本控制圖如下圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 控制電路原理圖</p><p><b>　　4　軟件設(shè)計</b></p><p>　　4.1開發(fā)工具和編程語言</p><p>　　本系統(tǒng)設(shè)計是所用的軟件為三菱公司的GX Developer 編程軟件，該軟件適用于Q、QNU、QS 、QNA 、AN

32、S 、ANA 、FX等全系列可編程控制器，它支持梯形圖、指令表、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、ST和FB、LABEL 語言程序設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)定，可可以方便的在PC機上對程序進行修改、轉(zhuǎn)換、監(jiān)控及調(diào)試，具有網(wǎng)絡(luò)電話功能。PLC的編程可以是可以用步進順控指令，也可以用簡單的邏輯指令，還可以適用功能指令，給編程者帶來了很多的實現(xiàn)可能性，步進順控指令將程序的實現(xiàn)分成了不同的狀態(tài)和條件，當(dāng)條件滿足時，能從初始狀態(tài)跳到下一個運行狀態(tài)，因此具有直觀的特點，它的應(yīng)用

33、主要是順序控制。本程序的開發(fā)沒有應(yīng)用該方法進行編寫，而是結(jié)合基本邏輯指令和功能指令，將程序分成了主程序和子程序的模式，這樣邏輯性更加地強，同時便于程序的編寫和后續(xù)系統(tǒng)的升級。該系統(tǒng)程序在軟件上的開發(fā)主要分為了以下的幾個步驟：</p><p>　　（1）新建工程：新建工程時選擇所需要的PLC的系類和類型、程序的類型、工程名稱等相關(guān)參數(shù)。在編程之前，還需要對通信接口進行設(shè)置。</p><p>

34、　　（2）程序編寫：可以直接在梯形圖界面進行寫入語句，也可以在指令表窗口輸入指令。編寫和更改程序完成后，將程序進行變換，去掉灰色界面，具體操作為在梯形圖界面下按F4即可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。</p><p>　?。?）仿真和下載：仿真時可以檢查基本的內(nèi)容，如指令檢查、軟元件檢查、一致性檢查、雙線圈檢查等，可以查出基本的邏輯錯誤。軟元件檢查可以測試程序是否按照預(yù)期的目標運行。下載程序是，設(shè)置好PC和PLC之間的通信協(xié)議，將P

35、LC打到STOP位置，通過專用下載線（SC-09）將程序下載到PLC的RAM中。</p><p><b>　?。?）現(xiàn)場測試。</b></p><p>　　4.2系統(tǒng)總體程序流程圖</p><p>　　噴泉控制系統(tǒng)主要包括程序的啟動與停止、花樣的單步與連續(xù)選擇、噴泉花</p><p>　　樣的選擇。如圖4-1所示，當(dāng)PL

36、C上電之后，首先對各狀態(tài)進行復(fù)位，按下系統(tǒng)啟動按鈕，電機啟動，給管道提供壓力。選取花樣，按下方式選擇按鈕——連續(xù)或者單步，當(dāng)按下啟動按鈕，系統(tǒng)按照所選模式和花樣運行。</p><p>　　圖4-1 系統(tǒng)總體流程圖</p><p><b>　　4.3 程序總匯</b></p><p>　　系統(tǒng)由發(fā)展的眼觀設(shè)計，硬件與軟件設(shè)計都體現(xiàn)了這一點。程序

37、方面，主要分為兩個部分：主程序和子程序。主程序由用于對子程序進行調(diào)用；子程序負責(zé)對輸出進行控制以達到水型和彩燈的變化，可以隨時設(shè)置更多的水型和彩燈。</p><p><b>　　4.3.1主程序</b></p><p>　　按下花樣選擇按鈕，同時啟動程序，主程序跳到對應(yīng)的子程序節(jié)點執(zhí)行程序，如圖4-2所示。</p><p>　　主程序的梯形圖如

38、圖4-3所示，系統(tǒng)的運行必須有水泵電機給管道提供恒定的壓力。按下電機啟動按鈕，此時系統(tǒng)處于等待狀態(tài)。按下花樣選擇開關(guān)并啟動，主程序跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的子程序入口執(zhí)行，梯形圖運用關(guān)鍵是采用跳轉(zhuǎn)指令,該指令可以大大簡化程序的結(jié)構(gòu)，使程序便于理解。需要特別注意的，在系統(tǒng)執(zhí)行一個花樣子程序時，其它子程序必須是在停止運行狀態(tài)，否者會引起程序出錯，照常硬件損傷?？紤]到這一點，在程序中添加了互鎖，避免在沒有硬件互鎖或者人員的誤操作時發(fā)生硬件的破壞。</

39、p><p>　　圖4-2 主程序流程圖</p><p>　　圖4-3 系統(tǒng)主程序梯形圖</p><p>　　4.3.2 花樣子程序1</p><p>　　選擇程序的運行方式及花樣后，按下啟動開關(guān)，程序跳到P0執(zhí)行。以下說明單步模式下，程序的運行效果，連續(xù)方式運行為重復(fù)單步狀態(tài)下的運行效果。按下單步開關(guān)按鈕，子程序開始執(zhí)行，YV1得電，涌泉噴頭

40、開始噴水，定時運行3S時間后，第二圈電磁閥YV2～YV7同時得電，同時YV0保持運行狀態(tài)。3S之后，外圈電磁閥YV8～YV19得電，內(nèi)圈電磁閥依然得電。運行3秒后，YV20～YV25得電，內(nèi)圈電磁閥依然得電，至此，全部碰頭都工作，3秒后，電磁閥依次由外圈到內(nèi)圈間隔1秒失電，全部失電后，程序回到的初始狀態(tài)。至此，子程序運行完成。另外，若按下彩燈按鈕，燈光將配合程序運行，實現(xiàn)同步的效果。程序流程圖和部分梯形圖如圖4-4和圖4-5所示。<

41、;/p><p>　　圖4-4 花樣1程序流程圖</p><p>　　圖4-5 花樣1梯形圖</p><p>　　4.3.3 花樣子程序2</p><p>　　花樣選擇開關(guān)打到2號位置，全部電磁閥都處于失電狀態(tài)。按下方式選擇開關(guān)并啟動程序，程序按照預(yù)定流程單步或者循環(huán)運行。單步運行效果：電磁閥YV1得電，間隔1S,電磁閥YV2得電，電磁閥YV1

42、狀態(tài)保持，間隔1S后，電磁閥YV3得電，同時YV1、YV2保持，依次類推，電磁閥YV1～YV25依次通電至全部通電。電磁閥全部得電之后，電磁閥依次由YV25～YV1失電，直到全部失電。此效果的實現(xiàn)主要是由秒脈沖M8013、加一、減一指令及變址寄存器完成。另外，若按下彩燈按鈕，彩燈將配合噴泉運行，效果為：只要對應(yīng)的圈上的碰頭有工作，該圈的彩燈工作。</p><p>　　子程序的流程圖和部分梯形圖如下圖4-6、圖4-

43、7所示。</p><p>　　圖4-6 花樣2程序流程圖</p><p>　　圖4-7花樣2梯形圖</p><p>　　4.3.4 花樣子程序3</p><p>　　花樣選擇開關(guān)打到3號位置，噴泉處于待噴發(fā)狀態(tài)。按下方式選擇開關(guān)，啟動程序，程序單步或連續(xù)運行。其效果為噴頭1一直噴水直到循環(huán)結(jié)束；第二圈噴頭YV4/YV7每隔2秒將起初的運行的

44、狀態(tài)逆時針傳給YV3/YV6而后YV2/YV5。外圈噴頭YV8/YV14開始時運行，每隔一秒順時針將狀態(tài)傳給下一組噴頭，原來的噴頭復(fù)位，共依次循環(huán)6次。程序的實現(xiàn)關(guān)鍵在于6秒脈沖的實現(xiàn)，每隔6秒，把預(yù)先準備的啟動數(shù)據(jù)傳給K8M507，秒脈沖和循環(huán)左移的命令將數(shù)據(jù)移動實現(xiàn)噴頭的順時針相對噴發(fā)，待下一個6秒脈沖到來，程序繼續(xù)重復(fù)之前的過程。若按下燈光選擇按鈕，燈光將隨噴泉噴發(fā)由內(nèi)圈到外圈隔一秒開啟直到全開，并保持到程序運行結(jié)束。</p

45、><p>　　程序流程圖和部分梯形圖如下圖4-8、圖4-9所示。</p><p>　　圖4-8 花樣3流程圖</p><p>　　4-9 花樣3梯形圖</p><p>　　4.3.5 花樣子程序4</p><p>　　該子程序?qū)崿F(xiàn)的效果：系統(tǒng)啟動時，所有噴頭噴水，定時5秒之后，涌泉噴頭和第三圈噴頭噴水。2秒過后，涌泉噴頭和

46、第三圈噴頭保持運行，第一和第二圈碰頭單雙數(shù)交替運行，共計15次。次數(shù)到達之后，所有碰頭都噴水，間隔2秒，噴泉噴頭依次由外圈到內(nèi)圈每層間隔2秒停止，直到主噴頭也關(guān)閉，一個運行周期結(jié)束。</p><p>　　該子程序的流程圖和梯形圖如下圖4-10、圖4-11所示。</p><p>　　圖4-10花樣4流程圖</p><p>　　圖4-11 花樣4梯形圖</p>

47、;<p>　　4.4 人機界面設(shè)計</p><p>　　為便于對噴泉的控制，可以另外添加人機界面控制用于控制系統(tǒng)的運行、監(jiān)視、參數(shù)修改等操作[7]，本系統(tǒng)采用三菱GT15系列的觸摸屏作為人機界面。</p><p>　　4.4.1 觸摸屏工作原理</p><p>　　人機界面主要有文本顯示器、操作員面板和觸摸屏，具有發(fā)命令和監(jiān)控及顯示的功能。操作人員可在

48、觸摸屏上組合文字、按鈕、指示燈、儀表、圖形、表格、測量數(shù)字等，來監(jiān)控管理或顯示機器設(shè)備的運行狀態(tài)。</p><p>　　人機界面由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數(shù)據(jù)存儲單元等。不同的編程軟件可適用不通的觸摸屏，軟件不同其編程的方法也同。鑒于需要，選擇三菱電機的人機界面GT1585-STBA，基本性能介紹如下：</p><p>　　電源電壓：100~

49、240VAC(+10% , -15%)</p><p>　　功耗：41W以下(背光開)、28以下（背光開）</p><p>　　顯示尺寸：12.1英寸高亮度、寬視角TFT彩色液晶屏幕</p><p>　　分辨率：SVGA 800*600[點]</p><p>　　顯示彩色：65536色</p><p>　　視角：左右各

50、65°上45°下55°</p><p>　　液晶亮度：400cd/m²，8級可調(diào)</p><p>　　內(nèi)存：11MB內(nèi)置容量</p><p>　　內(nèi)置接口：RS-232（與PC、PLC等通信）一個、USB接口一個、一個CF卡接口(擴展內(nèi)存)、擴展單元、選購功能板</p><p>　　其他接口：打印機接口

51、、CF卡接口、多媒體接口、外部輸入輸出接口</p><p>　　綜合考慮電氣性能、功能、費用及升級性能等的需要，選擇了此型號人機界面[8]。</p><p>　　4.4.2 三菱觸觸摸屏編輯及其仿真軟件</p><p>　　本設(shè)計采用的軟件為三菱的GT Desianer3,該軟件是用于三菱電機自動化GOT1000系列圖形操作終端的畫面設(shè)計軟件，并且集成有GT Sim

52、ulator3仿真軟件，具有仿真模擬的功能。最新版本的GT Desinger3軟件已經(jīng)支持了從GT1000系列的觸摸屏到三菱最新的GT16**-X觸摸屏。用GT Designer3可以進行工程和畫面創(chuàng)建、圖形繪制、對象配置和設(shè)置、公共設(shè)置以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。因此該軟件可以適合幾乎所有的三菱的人界界面的設(shè)計、編程及仿真。</p><p>　　4.4.3 開機界面設(shè)計</p><p>　?。?）開

53、啟GT Desinger3軟件，按照提示對觸摸屏機種進行選擇（本設(shè)計選擇GT15**-S(800*600)）,制造商及PLC型號，通信方式等進行設(shè)置。新建完成后也可以在后期對設(shè)備屬性進行修改。</p><p>　?。?）在觸摸屏上設(shè)計文本：點擊圖形-文本，在軟件操作界面繪圖區(qū)域點擊，彈出文本編輯窗口?？梢栽诖翱趯ψ址斎耄{(diào)整字體、字體尺寸、顏色等性能，并可以將平面字體轉(zhuǎn)換成藝術(shù)字等等。</p>

54、<p>　?。?）畫面切換開關(guān)：開關(guān)屬于操作對象，點擊對象-按鈕-畫面切換開關(guān)，在繪圖區(qū)域繪制按鈕。雙擊彈出按鈕屬性對話框，可以在對話框中對文本、按鈕的樣式、目標界面、動作條件進行設(shè)置。</p><p>　　本設(shè)計繪制的開機界面如下圖4-16所示。</p><p>　　圖4-16 開機界面</p><p>　　4.4.4 用戶界面及模擬界面</p&g

55、t;<p><b>　　對文本的設(shè)計同上</b></p><p>　　位開關(guān)的設(shè)計：位開關(guān)的設(shè)計與畫面切換開關(guān)的設(shè)計不同。點擊對象-開關(guān)-位開關(guān)并在繪圖區(qū)域繪制出開關(guān)的圖形。雙擊彈出屬性對話框，在對話框中設(shè)計開關(guān)對應(yīng)的物理開關(guān)的軟元件，開關(guān)的動作進行設(shè)置（點動、置位、位反轉(zhuǎn)、為復(fù)位）、開關(guān)圖形樣式、文本（功能）、動作條件等。</p><p>　　位指示燈

56、的設(shè)計：順序同上。在彈出的對話框中可以設(shè)置指示燈的種類、軟元件、文本、樣式等。圖中的位開關(guān)用于模擬此次設(shè)計中噴頭的開關(guān)。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計的需要也可以添加上定時器的時間進行修改，方法和位開關(guān)的設(shè)計基本類似，本設(shè)計中并未對此功能進行添加。設(shè)計完控制所需要的文本、開關(guān)、指示燈、窗口之后，可以進一步對設(shè)計進行仿真。</p><p><b>　　5　模擬及調(diào)試</b&g

57、t;</p><p>　　5.1 梯形圖仿真及調(diào)試</p><p>　　按照要求設(shè)計好梯形圖，對程序程序進行檢查，包括指令檢查、雙線圈的檢查、梯形圖檢查、軟元件檢查、一致性檢查等確認無誤后，對程序進行仿真。GXWIN軟件可以在仿真情況下對軟元件進行基本的邏輯的測試，可以是單個軟元件也可以是批量。測試并確保沒有邏輯且功能完善的情況下，可以將梯形圖通過專用下載線下載到對應(yīng)的PLC中，通過實際的

58、驗證對程序的功能及邏輯進行進一步的改善。</p><p>　　5.2 人機界面的仿真及調(diào)試</p><p>　　對編好的程序進行離線模擬，模擬通過后進行在線調(diào)試。</p><p>　　打開GPPWIN軟件，打開編寫好的程序，進行通信端口和PLC型號設(shè)置，進行程序?qū)懭耄ㄏ螺d程序是必須在STOP狀態(tài)）。運行或程序監(jiān)控時，要將控制器開關(guān)撥到RUN位置。</p>

59、<p>　　PC編寫好的觸摸屏程序要通過RS-232通信電纜下載到觸摸屏（COM*），下載前要對環(huán)境和模組參數(shù)進行設(shè)定[10]，然后對畫面進行編譯。觸摸屏通過RS-422來監(jiān)控PLC運行狀況。以下是一個子程序的運行過程，效果和實際的設(shè)計效果完全相同。操作步驟:開機進入開機界面圖4-16，點擊“進入系統(tǒng)”按鈕，畫面跳轉(zhuǎn)到用戶界面，選擇運行模式、花樣樣式、彩燈，啟動電機之后，按下啟動按鈕，系統(tǒng)啟動（圖5-1）。啟動系統(tǒng)之后，按

60、下噴泉頁面或者彩燈頁面按鈕，界面跳轉(zhuǎn)到運行模擬界面，在畫面上可以形象的看到各個噴頭以及每一圈彩燈的運行情況，圖5-1至圖5-9為運行的部分畫面（順序排列）。</p><p>　　圖5-1 花樣2用戶操作圖</p><p>　　圖5-2 開始畫面</p><p>　　圖5-3 模擬畫面1</p><p>　　圖5-4 模擬畫面2<

61、/p><p>　　圖5-5 模擬畫面3</p><p>　　圖5-6 模擬畫面4</p><p>　　圖5-7 模擬畫面5</p><p>　　圖5-8 模擬畫面6</p><p>　　圖5-9 模擬畫面7</p><p><b>　　6　結(jié)論</b></p&g

62、t;<p>　　本設(shè)計嚴格任務(wù)書要求進行設(shè)計，設(shè)計完全符合了任務(wù)書的要求，由于個人能力有限，設(shè)計的花樣盡量簡單，并沒有設(shè)計出復(fù)雜和多變的畫面。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計不僅是對所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。這次設(shè)計使我明白自己的知識面太過狹窄，自己所要學(xué)習(xí)的東西還有很多。通過本次設(shè)計，我對PLC的設(shè)計流程及相關(guān)知識有了進一步的了解，PLC的編程能力也得到了提高，同時學(xué)會了AC

63、E、GX Designer3的基本操作，這對我以后的工作將會帶來幫助。</p><p>　　此次設(shè)計，我了解到學(xué)會查找資料、閱讀資料的重要性，一個系統(tǒng)的設(shè)計并不是閉門造車，而是需要虛心借鑒前人的知識并不斷推陳出新，不斷進行思考、嘗試、修改和實際測試，這樣才能設(shè)計出預(yù)期的效果，達到預(yù)想的目標。本次設(shè)計，系統(tǒng)看是簡單，但是要設(shè)計出預(yù)想的效果還是遇見了不少的問題，需要統(tǒng)籌應(yīng)用各方面的知識，經(jīng)過一一解決，基本達到預(yù)想的效

64、果。</p><p>　　當(dāng)然，此系統(tǒng)設(shè)計還有很大的地方需要修改，比如可以添加更加復(fù)雜的花樣，梯形圖還需要進一步的修改和簡化，外圍還可以添加更加復(fù)雜的燈光效果同時還可以添加現(xiàn)在各大廣場都可以看到的音樂控制模塊[11]等等。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次設(shè)計是在指導(dǎo)老師樊老師的精心指導(dǎo)下完成的。她在我的畢

65、業(yè)設(shè)計的選題、開題以及撰寫過程中始終嚴格要求，及時地給我指導(dǎo)和指正。從大二開始，她在學(xué)習(xí)、生活上給了我很大的幫助和支持，至此論文完成之際，本人向樊老師致以最誠摯的感謝和深深的敬意！</p><p>　　同時，我還要感謝一起過大學(xué)生活的每個同學(xué)和老師，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成！</p><p>　　鑒于本人所學(xué)知識有限，經(jīng)驗不足，在此過程中

66、難免存在一些錯誤和不足之處，懇請各位老師給予批評和指正。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]劉為平，王明泉.PLC的發(fā)展及其應(yīng)用前景[J].機械管理開發(fā)，2009,10，24（5）：78～80</p><p>　　[2]殷培峰.基于PLC噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J].蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2006,3

67、,6(1):20～22.</p><p>　　[3]陳洪清．基于PLC的噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計[J]．黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2011,3，24(2)：42～45．</p><p>　　[4]董 藝.單片機與PLC的區(qū)別及其對控制系統(tǒng)設(shè)計方案選擇的影響[J].巢湖學(xué)院學(xué)報，2007,9,3：65～69.</p><p>　　[5]李可成.PLC在花樣噴泉上的應(yīng)用[J]

68、.廣西輕工業(yè)，2011,8,8：110～111.</p><p>　　[6]基于plc的花樣噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計[J].中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院機電傳動課程設(shè)計說明書，1～4.</p><p>　　[7]唐紅蓮，郭艷萍等.一種觸摸屏監(jiān)控的噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計[J].電工技術(shù)，2006，5：56～57.</p><p>　　[8]薛迎成. PLC與觸摸屏控制技術(shù)[M]. 北京

69、：中國電力出版社，2008，2.</p><p>　　[9]Michelle Clifford. Water Level Monitoring[J].Free scale Semiconductor Application Note，2006，11,11 (4) :1～24. </p><p>　　[10]陸建國.基于PLC的花式噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010,38（31

70、）17776～17778</p><p>　　[11]梁廣瑞.基于工業(yè)PC的音樂噴泉控制系統(tǒng)的研究[D];廣西大學(xué);2006,6</p><p><b>　　附錄一 梯形圖</b></p><p><b>　　附錄二 語句表</b></p><p>　　附錄三 畢業(yè)設(shè)計說明書</p>

71、<p><b>　　作品名稱</b></p><p>　　基于PLC的花樣噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b>　　作品功能</b></p><p>　　通過PLC控制系統(tǒng)的啟動和停止、程序的啟動和停止、運行方式、花樣選擇、彩燈選擇等，實現(xiàn)噴泉按照不同的花樣以及方式運行。</p><p&g

72、t;<b>　　三、運行環(huán)境</b></p><p>　　軟件環(huán)境：GX developer軟件GT designer3軟件</p><p><b>　　四、操作步驟</b></p><p><b>　　1、主電機啟動</b></p><p><b>　　2、花樣選擇

73、</b></p><p>　　3、單步/連續(xù)運行方式選擇</p><p><b>　　4、啟動</b></p><p><b>　　注意事項</b></p><p>　　操作過程中如遇情況停止了之后，若需要噴泉按照停止時的樣子繼續(xù)運行，只需要按啟動即可；若要從頭開始運行，需要關(guān)閉系統(tǒng)并重