畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-基于plc控制的噴泉

1、<p>　　本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　題 目：花式噴泉的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　系 別： 機(jī)械與電氣信息工程系 </p><p>　　專業(yè)年級(jí)：2010電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)1班&

2、lt;/p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2014年6月10日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　PLC是一種以微處理器為基礎(chǔ)、帶有指令存儲(chǔ)器和輸入輸出接口,綜合了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)的新一代工業(yè)控

3、制裝置。具有使用方便，運(yùn)行可靠，控制程序段設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)傳統(tǒng)的噴泉控制系統(tǒng)一旦設(shè)計(jì)好控制電路，就不能隨意改變噴水花樣及噴水時(shí)間等問題，本設(shè)計(jì)結(jié)合西門子 S7-200 可編程控制器設(shè)計(jì)能適應(yīng)不同季節(jié)、不同場(chǎng)合的噴水要求目的的花樣噴泉系統(tǒng)。該花樣噴泉控制系統(tǒng)不但實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)轉(zhuǎn)換花樣噴泉的噴水樣式，而且提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性，具有一定的工程應(yīng)用和推廣價(jià)值。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC；花樣噴泉；控制系統(tǒng)

4、 </p><p>　　The pattern design based on PLC fountain</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　PLC is a microprocessor-based, with instruction memory and input-output interface,

5、a combination of micro-electronic technology, computer technology, automation technology, communications technology, a new generation of industrial control devices　It is easy to use, reliable operation and control proced

6、ures designed to be simple.　According to the traditional fountain control system design control circuit, if cannot change pattern and spray water, time, etc. This design with Siemens S7-200 PLC des</p><p>　　

7、Key words: PLC control, pattern fountain system</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　中文摘要1</b></p><p>　　英文摘要2 </p><p><b>　　目 錄3</b>

8、;</p><p><b>　　緒 論5</b></p><p>　　第一章 噴泉總體設(shè)計(jì)6</p><p>　　1.1 噴泉的布局設(shè)計(jì)6</p><p>　　1.2 噴泉控制系統(tǒng)原理圖6</p><p>　　1.2.1 噴泉的控制要求6</p><p&g

9、t;　　1.3 噴泉的電氣接線圖8</p><p>　　1.4 噴泉的運(yùn)行流程圖設(shè)計(jì)9</p><p>　　第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)10</p><p>　　2.1 PLC的選擇10</p><p>　　2.1.1 PLC介紹10</p><p>　　2.1.2 PLC選型10</p>

10、<p>　　2.2 泵的選擇11</p><p>　　2.1.1 潛水泵介紹11</p><p>　　2.2.2 泵的選型11</p><p>　　2.3 噴頭的選擇12</p><p>　　2.3.1 噴頭的介紹12</p><p>　　2.3.2各種噴頭的選擇13</p>

11、<p>　　2.4 閥的選擇15</p><p>　　2.5 燈具的選擇15</p><p>　　第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.1 I/O分配17</p><p>　　3.2 梯形圖設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.2.1 SFC程序分步介紹18</p&g

12、t;<p>　　第四章 組態(tài)王監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.1 組態(tài)王與設(shè)備通信23</p><p>　　4.2 監(jiān)控畫面23</p><p>　　4.2.1 按鈕單元介紹23</p><p>　　4.2.2彩燈單元介紹23</p><p>　　4.2.3計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)單元2

13、4</p><p>　　4.2.4 噴泉模擬單元介紹24</p><p>　　第五章 系統(tǒng)調(diào)試26</p><p><b>　　結(jié)束語29</b></p><p><b>　　致 謝30</b></p><p>　　附錄A 系統(tǒng)程序I</p>

14、<p>　　附錄B PLC接線圖III</p><p>　　附錄C 組態(tài)王監(jiān)控畫面IV</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)V</b></p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　噴泉是一種將水或其他液體經(jīng)過一定壓力通過噴頭噴灑出來具有特定形狀的組合體，提供水

15、壓的一般為水泵。噴泉景觀概括來說可以分為兩大類：一是因地制宜，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形結(jié)構(gòu)，仿照天然水景制作而成，如：壁泉、涌泉、霧泉、管流、溪流、瀑布、水簾、跌水、水濤、漩渦等。二是完全依靠噴泉設(shè)備人工造景。這類水景近年來在建筑領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，發(fā)展速度很快，種類繁多，有音樂噴泉、程控噴泉、擺動(dòng)噴泉、跑動(dòng)噴泉、光亮噴泉、游樂噴泉、超高噴泉、激光水幕電影等。</p><p>　　噴泉原是一種自然景觀，是承壓水的地面露頭。園林中的

16、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，降低氣溫。噴泉的細(xì)小水珠同空氣分子撞擊，能產(chǎn)生大量的負(fù)氧離子。因此，噴泉有益于改善城市面貌和增進(jìn)居民身心健康。</p><p>　　隨著我國人民物質(zhì)和精神生活水平的不斷提高，現(xiàn)在許多城市的市民廣場(chǎng)、單位居民生活區(qū)里都能看到各種形式的噴泉。隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在噴泉工程中采用了大量的高新技術(shù)，在人們的視覺和聽覺上形成

17、和諧的統(tǒng)一，使人們?cè)诰裆嫌蟹N愉悅的感受。從而使噴泉效果更多絢麗多彩，阿羅多姿，令人賞心悅目、流連忘返。</p><p>　　第一章 噴泉總體設(shè)計(jì)</p><p>　　1.1 噴泉的布局設(shè)計(jì)</p><p>　　圖1-1 噴泉布局圖</p><p>　　1.2 噴泉控制系統(tǒng)原理圖</p><p>　　在噴泉中，

18、通過按鈕開關(guān)信號(hào)來控制PLC：因?yàn)橛?層噴水，因此用了1個(gè)變頻器控制4個(gè)水泵?；ㄊ絿娙刂葡到y(tǒng)的原理如圖1-2所示： </p><p><b>　　圖1-2系統(tǒng)原理圖</b></p><p>　　1.2.1 控制要求</p><p>　　本設(shè)計(jì)布局如圖1-1所示。（1）圖1-1中1、2均為外環(huán)型狀的噴水管，3為內(nèi)環(huán)形狀的噴水管4為星型噴水管。

19、 燈光系統(tǒng)由三條支路組成，分別為綠色燈支路（在1、2之間）；黃色燈支路（在2、3之間）；紅色燈支路（3、4之間）。</p><p>　?。?）按下啟動(dòng)按鈕，噴泉開始工作；按下停止按鈕，噴泉停止工作；</p><p>　?。?）噴泉的工作方式由花樣選擇開關(guān)和單步/連續(xù)開關(guān)決定。</p><p>　?。?）當(dāng)單步/連續(xù)開關(guān)在單步位置時(shí)，噴泉只能按照花樣選擇開關(guān)設(shè)定的方式

20、，運(yùn)行一個(gè)循環(huán)。 </p><p>　?。?）花樣選擇開關(guān)用于選擇噴泉的噴水花樣，考慮以下4種噴水花樣：</p><p>　　a.花樣選擇開關(guān)在位置1時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后，4號(hào)噴頭噴水，延時(shí)2S后，3號(hào)噴頭噴水，在延時(shí)2S后，2號(hào)噴頭噴水，又延時(shí)2S后，1號(hào)噴頭噴水。18S后，如果為單步工作方式，則停下來；如果為連續(xù)工作方式，則繼續(xù)循環(huán)下去。</p><p>　　b.

21、花樣選擇開關(guān)在位置2時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后，1號(hào)噴頭噴水，延時(shí)2S后，2號(hào)噴頭噴水，在延時(shí)2S后，3號(hào)噴頭噴水，又延時(shí)2S后，4號(hào)噴頭噴水。30S后，如果為單步工作方式，則停下來；如果為連續(xù)工作方式，則繼續(xù)循環(huán)下去。</p><p>　　c.花樣選擇開關(guān)在位置3時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后，1號(hào)和3號(hào)噴頭噴水，延時(shí)3S后，2號(hào)和4號(hào)噴頭噴水，同時(shí)1號(hào)和3號(hào)噴頭停止噴水。如此交替運(yùn)行15S后，4組噴頭全部噴水，30S后，如果為單

22、步工作方式，則停下來；如果為連續(xù)工作方式，則繼續(xù)循環(huán)下去。</p><p>　　d.花樣選擇開關(guān)在位置4時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后，按照1→ 2→ 3→ 4的順序，依次間隔2S噴水，然后一起噴水。30S后，按照1→ 2→ 3→ 4的順序，依次間隔2S停止噴水。在經(jīng)1S延時(shí)，按照4→ 3→ 2→ 1的順序，依次間隔2S噴水，然后一起噴水，30S后停止。如果為單步工作方式，則停下來；如果為連續(xù)工作方式，則繼續(xù)循環(huán)下去。 &l

23、t;/p><p>　　（6）無論哪種花樣噴泉，只要當(dāng)3號(hào)或者4號(hào)任意一個(gè)噴水的時(shí)候，黃燈亮；當(dāng)2號(hào)噴水的時(shí)候，紅燈亮；當(dāng)所有都噴水時(shí)，綠燈亮。</p><p>　　1.3 電氣接線圖</p><p>　　1.4 噴泉的運(yùn)行流程圖的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p><p&g

24、t;<b>　　PLC的選擇</b></p><p>　　2.1.1 PLC介紹</p><p>　　編程控制器(Programmable Controller)是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡(jiǎn)稱PLC，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技

25、術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC,PLC自1966年出現(xiàn)，美國，日本，德國的可編程控制器質(zhì)量?jī)?yōu)良，功能強(qiáng)大。</p><p>　　2.1.2 PLC選型</p><p>　　現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的PLC有三菱、西門子、歐姆龍、

26、松下等。</p><p>　　三菱PLC結(jié)構(gòu)靈活、傳輸質(zhì)量高、速度快、帶寬穩(wěn)定、范圍廣、成本低、適用面廣但是數(shù)據(jù)處理比西門子弱。</p><p>　　西門子PLC性能強(qiáng)大、可操作性強(qiáng)、有相配套的伺服系統(tǒng)和組態(tài)軟件但是價(jià)錢太高。</p><p>　　歐姆龍PLC歐姆龍編程軟件對(duì)符號(hào)地址的格式有要求，東歐的老機(jī)床器件符號(hào)輸進(jìn)去好多都不認(rèn)，按它的標(biāo)準(zhǔn)老圖的標(biāo)示都要變很不方

27、便。</p><p>　　松下PLC超小型尺寸，輕松擴(kuò)展，擴(kuò)展單元可直接連接到控制單元上、不需任何電纜。從I/O 10點(diǎn)到最大I/O 128點(diǎn)的選擇空間。</p><p>　　本設(shè)計(jì)需要速度快穩(wěn)定同時(shí)從價(jià)格等方面考慮我們選擇三菱PLC本設(shè)計(jì)所使用的I/O口不是太多所以我們選擇三菱FX-1N型PLC，如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 三菱FX1N PL

28、C</p><p><b>　　2.2 泵的選擇</b></p><p>　　2.1.1 潛水泵介紹</p><p>　　深井提水的重要設(shè)備。使用時(shí)整個(gè)機(jī)組潛入水中工作。把地下水提取到地表，是生活用水、礦山搶險(xiǎn)、工業(yè)冷卻、農(nóng)田灌溉、海水提升、輪船調(diào)載，還可用于噴泉景觀，熱水潛水泵用于溫泉洗浴，還可適用于從深井中提取地下水，也可用于河流、水庫

29、、水渠等提水工程。主要用于農(nóng)田灌溉及高山區(qū)人畜用水，亦可供中央空調(diào)冷卻、熱泵機(jī)組、冷泵機(jī)組、城市、工廠、鐵路、礦山、工地排水使用。 一般流量可以達(dá)到(10m3~650m3)每小時(shí)、揚(yáng)程可達(dá)到1500米。</p><p>　　2.2.2 泵的選型 </p><p>　　現(xiàn)在噴泉常用的潛水泵有QS、QY、QX、、QJ等系列。</p><p>　　QS系列潛水泵體積小、

30、性能可靠，機(jī)泵一體、潛入水中運(yùn)行主要優(yōu)越性是：運(yùn)行可靠、經(jīng)久耐用、使用方便、功率大、故障少，維修費(fèi)用低等。流量：10-250（m3/h）。楊程：5-140（m）。</p><p>　　QY系列潛水泵QY型潛水電泵由電動(dòng)機(jī)、水泵和密封三部分組成。電泵的上端，多為離心式水泵；下端為三相鼠籠立式異部電動(dòng)機(jī)。電機(jī)全部采用優(yōu)質(zhì)整圓硅鋼片，效率高，耗電少潛水深度不超過5米水溫不超過+40℃。流量：10-300（m3/h）。楊

31、程：4-110（m）。</p><p>　　QX系列潛水泵工程潛水泵泵電一體，結(jié)構(gòu)緊湊，非常適合于基建及礦山的搬運(yùn)和安裝無需引水，使用簡(jiǎn)便雙端密封，電器保護(hù)設(shè)計(jì)合理、性能優(yōu)良、幾無噪音。流量：5-20（m3/h）。楊程：20-60（m）</p><p>　　QJ系列潛水泵電機(jī)與水泵直聯(lián)，機(jī)組全部潛入水中工作，具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝、維護(hù)方便、體積小、重量輕、高效節(jié)能等特點(diǎn)。 工作條件1、工作介

32、質(zhì)為清水或化學(xué)性質(zhì)類似于清水的液體。額定揚(yáng)程：150米額定流量：10立方米/小時(shí)。</p><p>　　從該噴泉所需的揚(yáng)程、流量、水質(zhì)、價(jià)格等方面考慮該噴泉選擇QS系列的潛水泵，如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2 QS系列潛水泵</p><p><b>　　噴頭的選擇</b></p><p><b&g

33、t;　　噴頭的介紹</b></p><p>　　噴泉噴頭也稱噴泉噴嘴全部采用銅或不銹鋼制作，這樣具有黃金的色彩或銀光閃閃，噴頭顯得豪華氣派。其工藝精巧美觀，結(jié)構(gòu)合理，性能高效節(jié)能。其中常用的有：可調(diào)直流噴頭、半球形噴頭、樹冰形噴頭、禮花噴頭、涌泉噴頭、加氣噴頭、直上噴頭等產(chǎn)品系列。</p><p><b>　　各種噴頭的選擇</b></p>

34、<p><b>　　1：A組噴頭的選擇</b></p><p>　　A組位于中間位置，需要噴出雄壯并且噴射高度高得水柱，所以A組噴頭選擇直上噴頭。</p><p>　　直上噴頭是在同一個(gè)配水室上安裝多角度直射噴嘴，這些噴嘴規(guī)格相同時(shí)，噴出的水姿雄壯筆直、粗狂美觀；這些噴嘴規(guī)格不完全相同時(shí)，大小噴嘴布設(shè)得當(dāng)，噴出的水姿粗壯有力、層次分明、主題突出、是大型噴泉中

35、心必備的主要噴頭。該噴頭也叫中心噴頭?？烧{(diào)節(jié)射流的方向。噴頭材質(zhì)：鑄銅、不銹鋼，如圖2-3所示。</p><p>　　圖2-3 直上噴頭實(shí)物圖及安裝簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　2：B組噴頭的選擇</b></p><p>　　B組位于第二層的位置，所噴出的水柱應(yīng)該比A組所噴出的水柱稍細(xì)比A組所噴的水柱要低。所以我B組選擇可調(diào)直流噴頭。&l

36、t;/p><p>　　可調(diào)節(jié)直流噴頭在各種場(chǎng)合的噴水池中廣泛應(yīng)用，并是音樂噴泉的必備噴頭，這種噴頭裝有球形接頭， 可沿垂直方向向15度進(jìn)行調(diào)節(jié)。 可調(diào)直流噴頭可組合各種不同形狀的噴射果，射流的高低和角度的變化，可根據(jù)水池形狀大小決定。噴頭材質(zhì)：鑄銅、不銹鋼，如圖2-4所示。</p><p>　　圖2-4 可調(diào)直流噴頭實(shí)物圖及安裝簡(jiǎn)圖</p><p><b>

37、　　3：C組噴頭的選擇</b></p><p>　　C組噴頭應(yīng)該比B組噴頭噴射高度略低比D組略高，所噴水柱比B組水柱略粗壯、挺拔。所以C組噴頭選擇樹冰形噴頭。</p><p>　　樹冰形噴頭噴水時(shí)外觀效果龐大豐滿，粗壯挺拔，抗風(fēng)力較強(qiáng)。噴頭安裝在導(dǎo)流筒上端與水面齊平，噴水時(shí)能將池水帶出，形成粗大壯觀的水柱。噴頭材質(zhì)：鑄銅、不銹鋼，如圖2-5所示。</p><

38、p>　　圖2-5 樹冰形噴頭實(shí)物圖及安裝簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　4：D組噴頭的選擇</b></p><p>　　D組位于該噴泉的最外側(cè)，水柱所噴高度應(yīng)該最低，水量應(yīng)該較大，擇所噴水柱比較靈動(dòng)。所以選擇涌泉噴頭。</p><p>　　涌泉噴頭也是加氣噴頭的一種，又稱鼓泡噴頭、珍珠噴頭。噴水時(shí)能將氣吸入，使水姿形成充滿空氣的白色水

39、丘，水沫輕濺，古樸靈動(dòng)。</p><p>　　加氣噴頭用射流泵的原理，噴水時(shí)將空氣吸入，以少量的水產(chǎn)生豐滿的射流，噴出的水柱呈白色不透明狀，反光效果好。噴頭材質(zhì)：鑄銅、不銹鋼，如圖2-6所示。</p><p>　　圖2-6 涌泉噴頭實(shí)物圖及安裝簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　閥的選擇</b></p><p>　　噴泉

40、常用的閥門有球閥、蝶閥、閘閥、止回閥、水下液壓閥、水下電磁閥、 水下數(shù)控閥等。本設(shè)計(jì)的噴泉采用PLC控制同時(shí)在工作時(shí)會(huì)接觸水，所以選擇DC 24V水用電磁閥。如圖2-7所示。</p><p>　　圖2-7 水用電磁閥</p><p>　　2.5 燈具的選擇</p><p>　　該噴泉用四組彩燈分別為紅，綠，黃，藍(lán)。從里到外分別對(duì)應(yīng)A處用紅色的彩燈，B處為綠色的彩

41、燈，C處為黃色彩燈，D處為藍(lán)色彩燈。每一個(gè)噴頭處對(duì)應(yīng)一個(gè)相應(yīng)顏色的彩燈。</p><p>　　因?yàn)閲娙貌薀舳际前惭b在水下所以對(duì)光線的要求高，對(duì)安全性能的要求也要很高，同時(shí)對(duì)使用壽命要求要長。LED水下燈能夠達(dá)到上述的要求，所以本設(shè)計(jì)選擇AC 220V LED水下燈，如圖2-8所示</p><p>　　圖2-8 LED水下燈</p><p>　　第三章 系統(tǒng)軟件

42、設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 I/O分配 </p><p>　　根據(jù)第一章的介紹可以得出該噴泉的開始、停止、單周期、連續(xù)需要用到四個(gè)按鈕，這四個(gè)按鈕開關(guān)分別接到PLC的四個(gè)輸入口上。而A、B、C、D四組噴泉口需要用到四個(gè)水用電磁閥，這四個(gè)電磁閥需要接到PLC上面的四個(gè)輸出口上。紅綠黃藍(lán)四組彩燈、指示燈、報(bào)警器和控制水泵的接觸器也需要接到PLC的七個(gè)輸出口上，所以該系統(tǒng)需要用到四個(gè)輸入

43、口和十一個(gè)輸出口。表3-1為它們所對(duì)應(yīng)的I/O口。</p><p>　　3.2 梯形圖設(shè)計(jì)</p><p>　　為了解決應(yīng)用可編程控制器(PLC)的基本邏輯指令編寫順序控制梯形圖時(shí)所存在的編程復(fù)雜、不易理解等問題,采用PLC的順序功能圖（SFC）來編寫順序控制梯形圖是一種非常有效的方法,該方法具有編程簡(jiǎn)單而且直觀等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用順序功能圖（SFC）的方法編寫其控制梯形圖,從編程結(jié)果可以

44、看出,與應(yīng)用PLC的基本邏輯指令方法相比具有簡(jiǎn)單、直觀、邏輯性強(qiáng),提高編程的效率。與梯形圖相比簡(jiǎn)單，出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)更容易檢查。</p><p>　　3.2.1 SFC程序分步介紹</p><p>　　如圖3-1所示為PLC從停止→啟動(dòng)運(yùn)行切換瞬間使特殊輔助繼電器M8002接通，從而使?fàn)顟B(tài)器S0被激活。</p><p>　　圖3-1 系統(tǒng)啟動(dòng)程序</p>

45、<p>　　如圖5-2所示為按下啟動(dòng)按鈕X0使?fàn)顟B(tài)器S20被激活， Y10得電，指示燈點(diǎn)亮等待用戶選擇運(yùn)行模式。</p><p>　　圖3-2 按下開始系統(tǒng)等待用戶選擇運(yùn)行模式程序</p><p>　　如圖3-3所示為用戶按下X4選擇連續(xù)運(yùn)行，使?fàn)顟B(tài)器S21被激活（用戶按下X3選擇單次運(yùn)行，使?fàn)顟B(tài)器S28被激活）。Y0、Y3、Y12得電，使水泵開始工作同時(shí)A組和D組的電磁閥導(dǎo)

46、通，使A組和C組同時(shí)噴出水柱。同時(shí)紅綠黃藍(lán)四組彩燈間隔一秒點(diǎn)亮。同時(shí)當(dāng)選擇連續(xù)時(shí)TO開始計(jì)時(shí)6秒（當(dāng)選擇單次運(yùn)行時(shí)T5開始計(jì)時(shí)6秒）。</p><p>　　圖3-3 用戶選擇連續(xù)（單次）運(yùn)行AD同時(shí)噴水程序</p><p>　　如圖3-4所示為選擇連續(xù)時(shí)TO計(jì)時(shí)6秒時(shí)間到，T0的常開觸點(diǎn)閉合，使?fàn)顟B(tài)器S22被激活（選擇單次時(shí)T5計(jì)時(shí)6秒時(shí)間到，T5的常開觸點(diǎn)閉合，使?fàn)顟B(tài)器S29被激活）。

47、Y0、Y2、Y12得電，水泵工作同時(shí)A組和C組的電磁閥導(dǎo)通使A組和C組噴出水柱。同時(shí)紅綠黃藍(lán)四組彩燈間隔一秒點(diǎn)亮。同時(shí)當(dāng)選擇連續(xù)運(yùn)行時(shí)T1開始計(jì)時(shí)7秒（當(dāng)選擇單次運(yùn)行時(shí)T6開始計(jì)時(shí)7秒）。</p><p>　　圖3-4 AC同時(shí)噴水程序</p><p>　　如圖3-5所示為當(dāng)選擇連續(xù)運(yùn)行時(shí)T1計(jì)時(shí)7秒時(shí)間到，T1的常開觸點(diǎn)閉合，使?fàn)顟B(tài)器S23被激活（當(dāng)選擇單次運(yùn)行時(shí)T6計(jì)時(shí)7秒時(shí)間到，T

48、6的常開觸點(diǎn)閉合，使?fàn)顟B(tài)器S30被激活）。Y1、Y3、Y12得電，水泵工作同時(shí)B組和D組的電磁閥導(dǎo)通使B組和D組噴出水柱。同時(shí)紅綠黃藍(lán)四組彩燈間隔一秒點(diǎn)亮。同時(shí)當(dāng)選擇連續(xù)運(yùn)行時(shí)T2開始計(jì)時(shí)10秒（當(dāng)選擇單次運(yùn)行時(shí)T7開始計(jì)時(shí)10秒）。</p><p>　　圖3-5 BD同時(shí)運(yùn)行程序</p><p>　　如圖3-6所示為當(dāng)選擇連續(xù)運(yùn)行時(shí)T2計(jì)時(shí)10秒時(shí)間到，T2的常開觸點(diǎn)閉合，使?fàn)顟B(tài)器S2

49、4被激活（當(dāng)選擇單次運(yùn)行時(shí)T7計(jì)時(shí)10秒時(shí)間到，使?fàn)顟B(tài)器S31被激活）。Y0、Y1、Y2、Y12得電，水泵工作同時(shí)A組、B組和C組的電磁閥導(dǎo)通使A組、B組和C組噴出水柱。同時(shí)紅綠黃藍(lán)四組彩燈間隔一秒點(diǎn)亮。同時(shí)當(dāng)選擇連續(xù)運(yùn)行時(shí)T3開始計(jì)時(shí)5秒（當(dāng)選擇單次續(xù)運(yùn)行時(shí)T8開始計(jì)時(shí)5秒）。</p><p>　　圖3-6 ABC同時(shí)運(yùn)行程序</p><p>　　如圖3-7所示為為當(dāng)選擇連續(xù)運(yùn)行時(shí)T3

50、計(jì)時(shí)5秒時(shí)間到，T3的常開觸點(diǎn)閉合，使?fàn)顟B(tài)器S25被激活。T4開始計(jì)時(shí)2秒（當(dāng)選擇單次運(yùn)行時(shí)T8計(jì)時(shí)5秒時(shí)間到，T8的常開觸點(diǎn)閉合，使?fàn)顟B(tài)器S25被激活。T9開始計(jì)時(shí)2秒）。</p><p>　　圖3-7 系統(tǒng)停止運(yùn)行2秒程序</p><p>　　如圖3-8所示為為T4計(jì)時(shí)2秒時(shí)間到，T4的常開觸點(diǎn)閉合，使?fàn)顟B(tài)器S26被激活。C0開始計(jì)數(shù)20次。</p><p>

51、　　圖3-8 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)20次程序</p><p>　　如圖3-9所示為當(dāng)選擇連續(xù)運(yùn)行時(shí) C0計(jì)數(shù)在未達(dá)到20次則跳轉(zhuǎn)到狀態(tài)器S21處循環(huán)運(yùn)行，當(dāng)CO計(jì)數(shù)達(dá)到20次則C0的常開觸點(diǎn)閉合狀態(tài)器S27被激活，同時(shí)特殊輔助繼電器M8013被激活，同時(shí)Y11得電，報(bào)警器報(bào)警。同時(shí)計(jì)數(shù)器CO復(fù)位。</p><p>　　圖3-9 選擇連續(xù)運(yùn)行時(shí)報(bào)警和返回S21程序</p><p

52、>　　如圖3-10所示為當(dāng)選擇的是單次運(yùn)行時(shí)當(dāng)T9計(jì)時(shí)2秒時(shí)間到，T9的常開觸點(diǎn)閉合，狀態(tài)器S33被激活，特殊輔助繼電器M8013被激活，同時(shí)Y11得電，報(bào)警器報(bào)警。</p><p>　　圖3-10 單次運(yùn)行時(shí)報(bào)警程序</p><p>　　如圖3-11所示為按下停止按鈕X2后后系統(tǒng)停止報(bào)警，同時(shí)回到系統(tǒng)開始。</p><p>　　圖3-11 系統(tǒng)停止運(yùn)行程

53、序</p><p><b>　　總程序見附錄A。</b></p><p>　　第四章 組態(tài)王監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，是新型的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，它以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)軟、硬件平臺(tái)構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。</p><p><b>　　組態(tài)王與設(shè)備通信</b>

54、</p><p>　　“組態(tài)王”把每一臺(tái)與之通訊的設(shè)備看作是外部設(shè)備，為實(shí)現(xiàn)組態(tài)王和外部設(shè)備的通訊，組態(tài)王內(nèi)置了大量設(shè)備的驅(qū)動(dòng)作為組態(tài)王和外部設(shè)備的通訊接口，在開發(fā)過程中您只需根據(jù)工程瀏覽器提供的“設(shè)備配置向?qū)А币徊讲酵瓿蛇B接過程即可實(shí)現(xiàn)組態(tài)王和相應(yīng)外部設(shè)備驅(qū)動(dòng)的連接。在運(yùn)行期間，組態(tài)王就可通過驅(qū)動(dòng)接口和外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)，包括采集數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)/指令。每一個(gè)驅(qū)動(dòng)都是一個(gè)COM對(duì)象，這種方式使驅(qū)動(dòng)和組態(tài)王構(gòu)成一個(gè)完

55、整的系統(tǒng)，既保證了運(yùn)行系統(tǒng)的高效率，也使系統(tǒng)有很強(qiáng)的擴(kuò)展性。</p><p><b>　　監(jiān)控畫面</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)的仿真畫面分為4個(gè)單元，分別為按鈕單元，彩燈單元，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)單元，噴泉模擬單元。</p><p>　　4.2.1 按鈕單元介紹</p><p>　　圖4-1 組態(tài)王按鈕單元</p&

56、gt;<p>　　如圖4-1所示該單元由綠色、紅色、粉紅色、黃色四個(gè)按鈕組成。它們分別綠色對(duì)應(yīng)開始按鈕，紅色對(duì)應(yīng)停止按鈕，粉紅色對(duì)應(yīng)單周期按鈕，連續(xù)對(duì)應(yīng)連續(xù)按鈕。</p><p><b>　　彩燈單元介紹</b></p><p>　　圖4-2 組態(tài)王彩燈單元</p><p>　　彩燈單元由兩排六盞燈組成，其中第一排由紅色、綠色、

57、黃色、藍(lán)色四盞燈。它們分別對(duì)應(yīng)紅色、綠色、黃色、藍(lán)色四組LED燈。第二排由紫色和紅色的兩盞小一些的燈組成，它們分別對(duì)應(yīng)著系統(tǒng)開始的指示燈和報(bào)警燈。</p><p><b>　　計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)單元</b></p><p>　　圖4-3 組態(tài)王計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)單元</p><p>　　計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)單元由6組數(shù)據(jù)組成，前面5組是計(jì)時(shí)長的數(shù)據(jù)，第一組為AD兩組同時(shí)噴水

58、的時(shí)長。第二組為AC兩組同時(shí)噴水的時(shí)長，第三組為BD兩組同時(shí)噴水的時(shí)長，第四組為ABC三組同時(shí)噴水的時(shí)長，第五組為循環(huán)結(jié)束后停止時(shí)間的時(shí)長。第六組是選擇連續(xù)時(shí)完成了幾次循環(huán)的計(jì)數(shù)器。4.2.4 噴泉模擬單元介紹</p><p>　　圖4-4 組態(tài)王噴泉模擬單元</p><p>　　噴泉模擬單元由四個(gè)長方體組成，分別代表A、B、C、D四組噴頭，當(dāng)所對(duì)應(yīng)的噴頭工作時(shí)四個(gè)長方體會(huì)填充滿并變?yōu)?/p>

59、藍(lán)色。</p><p>　　組態(tài)王監(jiān)控畫面見附錄C。</p><p><b>　　第五章系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)先將附錄A中的系統(tǒng)程序燒到PLC里，然后打開組態(tài)王軟件監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況。</p><p>　　當(dāng)PLC上電后點(diǎn)擊監(jiān)控系統(tǒng)中的開始按鈕，監(jiān)控畫面中的指示燈點(diǎn)亮等待用戶選擇運(yùn)行模式。如圖

60、5-1所示。</p><p>　　圖5-1 點(diǎn)擊開始后指示燈亮監(jiān)控畫面</p><p>　　當(dāng)指示燈點(diǎn)亮后點(diǎn)擊單周期或者連續(xù)，監(jiān)控畫面中代表A、D兩組噴頭的A、D兩長方體填充上藍(lán)色，AD的計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，同時(shí)紅綠黃藍(lán)四盞燈循環(huán)點(diǎn)亮。如圖5-2所示。</p><p>　　圖5-2 AD同時(shí)運(yùn)行監(jiān)控畫面</p><p>　　到AD計(jì)時(shí)器到6秒

61、后，監(jiān)控畫面中代表D組噴頭的D長方體縮回，代表C組噴頭的C長方體填充上藍(lán)色。AC計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，同時(shí)紅綠黃藍(lán)四盞燈循環(huán)點(diǎn)亮。如圖5-3所示。</p><p>　　圖5-3 AC同時(shí)運(yùn)行監(jiān)控畫面</p><p>　　當(dāng)AC計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)到7秒后A、C縮回，B、D填充上藍(lán)色，計(jì)時(shí)器BD開始計(jì)時(shí)，紅綠黃藍(lán)四盞燈循環(huán)點(diǎn)亮。如圖5-4所示。</p><p>　　圖5-4 BD

62、同時(shí)運(yùn)行監(jiān)控畫面</p><p>　　當(dāng)BD計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)到10秒后D縮回，A、C填充上藍(lán)色，計(jì)時(shí)器ABC開始計(jì)時(shí)，紅綠黃藍(lán)四盞燈循環(huán)點(diǎn)亮。如圖5-5所示。</p><p>　　圖5-5 ABC同時(shí)運(yùn)行監(jiān)控畫面</p><p>　　當(dāng)ABC計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)到5秒后，A、B、C、D停止運(yùn)行，計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)2秒后如果選擇的是連續(xù)則計(jì)數(shù)器加1后繼續(xù)運(yùn)行，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到20次后，報(bào)警器

63、報(bào)警。如果選擇的是單周期則ABC計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)到5秒后，報(bào)警器開始報(bào)警。如圖5-6所示。</p><p>　　圖5-6 報(bào)警器報(bào)警</p><p>　　做完上面的工作后，用11盞燈代表電磁閥、LED燈、交流接觸器、報(bào)警器等，并按照附錄B的PLC接線圖將它們接到PLC上如圖5-1所示。圖中上起依次代表A組噴頭的電磁閥，B組噴頭的電磁閥，C組噴頭的電磁閥，D組噴頭的電磁閥，紅色LED燈，綠色LE

64、D燈，黃色LED燈，藍(lán)色LED燈，系統(tǒng)開始指示燈，報(bào)警器，控制泵的交流接觸器。按照上面的工作工程再來一遍，并錄像。</p><p>　　圖5-7 系統(tǒng)接線實(shí)物圖</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　在這幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程過我學(xué)到了很多知識(shí)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足之處。</p><p>

65、　　通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我把平時(shí)所學(xué)的理論知識(shí)在得到了應(yīng)用，使我對(duì)這些知識(shí)得到了鞏固。通過查資料也學(xué)會(huì)了很多在課堂上沒學(xué)到的很多東西，使我的自學(xué)能力得到了提高。</p><p>　　在即將進(jìn)入工作崗位前通過做這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我先熟悉了以后工作中將會(huì)遇到的一些東西，這使我在以后的工作中遇到這些東西時(shí)能夠得心應(yīng)手而不會(huì)感覺到無從下手。能使我更有競(jìng)爭(zhēng)力，不會(huì)在以后工作中被淘汰。</p><p>　

66、　通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)增長了知識(shí)面，學(xué)會(huì)了怎樣把很多獨(dú)立的東西結(jié)合起來用，結(jié)合起來設(shè)計(jì)成一個(gè)系統(tǒng)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　首先誠摯的感謝指導(dǎo)老師xx老師，在你的悉心教導(dǎo)下使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利的完成。不時(shí)的討論并指點(diǎn)我正確的方向，使我在畢業(yè)設(shè)計(jì)這段時(shí)間中獲益匪淺。讓我在以后的工作中能夠做得更好。</p><p&

67、gt;　　在四年大學(xué)生涯快要結(jié)束的時(shí)候還要感謝這四年來遇到的每個(gè)老師對(duì)我的關(guān)心和照顧。在這四年里你們不僅教會(huì)了我很多知識(shí)，還教會(huì)了我很多做人的道理，讓我懂得了人生的價(jià)值觀，能讓我在以后的人生路上少走彎路。祝福各位老師工作順利，身體健康，家庭和睦。</p><p>　　最后還要感謝我的每一個(gè)同學(xué)，是你們讓我懂得了集體，讓我懂得了友情，這是我人生的一大財(cái)富。再過不了多久我們就要各奔東西去追求自己的理想，希望以后我們都

68、能實(shí)現(xiàn)自己的理想，在很多年后當(dāng)我們想起這三年的酸甜苦辣時(shí)，相信我們都會(huì)感到幸福。</p><p><b>　　附錄A 系統(tǒng)程序</b></p><p>　　附錄B PLC接線圖</p><p>　　附錄C 組態(tài)王監(jiān)控畫面</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>&l

69、t;p>　　【1】 章國華、蘇東《典型生產(chǎn)線原理、安裝與調(diào)試》北京理工大學(xué)出版社2009.04</p><p>　　【2】 計(jì)時(shí)鳴《機(jī)電一體化控制技術(shù)與系統(tǒng)》西安電子大學(xué)出版社2009.06</p><p>　　【3】 華滿香《電氣控制及PLC應(yīng)用》人民郵電出版社20090.5</p><p>　　【4】 鄧其貴、周炳《變頻器操作與工程項(xiàng)目應(yīng)用》北京理

70、工大學(xué)出版社2009.08</p><p>　　【5】 吳愛萍，《PLC控制的設(shè)計(jì)技巧》，25-255 頁, 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào),2003年</p><p>　　【6】 吳明洞，《PLC控制的設(shè)計(jì)技巧》，3-107 頁, 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào),2003年</p><p>　　【7】 廖常初，《S7-200 基礎(chǔ)教程》，98-103 頁, 北京機(jī)械工業(yè)出版社，2