花式噴泉的plc控制畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　花式噴泉的PLC控制</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　花式噴泉是近年來出現(xiàn)的一種園林建筑與花式觀賞相結(jié)合的一種產(chǎn)物。隨著可編程控制器在我國的迅速發(fā)展，對(duì)花式噴泉的控制要求也越來越高，使得越來越多的控制部分需要可編程控制器來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　本文結(jié)合任務(wù)設(shè)計(jì)書的要求，以花式噴泉為研究對(duì)

2、象，采用了S7-300系列PLC作為噴泉的控制器。對(duì)花式噴泉的控制系統(tǒng)的總體功能進(jìn)行了分析，闡述了可編程控制器的組成和工作原理。提出了噴泉硬件的各組成模塊及詳細(xì)的硬件模塊設(shè)計(jì)方案，并對(duì)控制方式進(jìn)行了設(shè)計(jì)和程序的編寫。本設(shè)計(jì)改善了噴泉系統(tǒng)的控制品質(zhì)，并真正地達(dá)到了實(shí)時(shí)控制的要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC；噴泉；控制系統(tǒng)</p><p>　　Fancy fountain PLC C

3、ontrol</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Fancy fountain in recent years the emergence of a landscape architecture and fancy watch a product of a combination. With the programmable co

4、ntroller in China's rapid development, fancy fountain control requirements have become more sophisticated, making more and more control over some of the needs programmable logic controller to achieve.</p><

5、p>　　In this paper, the task design document requirements to fancy fountain as the research object, using S7-300 series PLC as the fountain controller. Fancy fountain control systems for the overall function of the ana

6、lysis, described the composition and the programmable controller works. Fountain made of the constituent hardware modules and the detailed design of hardware modules, and control the manner and procedures for the prepara

7、tion of the design. This design improves the fountain system, contr</p><p>　　Key words: PLC;fountain;control system</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 緒 論1</p>

8、<p>　　1.1噴泉的發(fā)展1</p><p>　　1.1.1我國噴泉的發(fā)展1</p><p>　　1.1.2噴泉的應(yīng)用狀況1</p><p>　　1.1.3現(xiàn)代噴泉重出現(xiàn)的問題2</p><p>　　1.2噴泉的種類3</p><p>　　1.3噴泉中的一些新技術(shù)3</p><

9、;p>　　1.4設(shè)計(jì)的主要研究內(nèi)容及安排3</p><p>　　第2章 方案分析5</p><p>　　2.1主控制器方案分析5</p><p>　　2.2主控制器方案的選擇6</p><p>　　2.3噴泉控制方案分析6</p><p>　　2.4噴泉控制方案的選擇7</p><

10、;p>　　2.5噴泉的控制要求7</p><p>　　第3章 花式噴泉的硬件設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.1硬件的選擇9</p><p>　　3.1.1PLC的選擇方案9</p><p>　　3.1.2水泵的選擇方案9</p><p>　　3.1.3噴頭的選擇方案10</p><

11、;p>　　3.2控制面板10</p><p>　　第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.1花式噴泉的PLC控制流程圖12</p><p>　　4.2I/O模塊的選擇12</p><p>　　4.3花式噴泉的I/O分配13</p><p>　　4.4PLC的I/O地址分配簡(jiǎn)介13<

12、/p><p>　　4.5軟件的選用13</p><p>　　4.6系統(tǒng)主程序14</p><p>　　4.7系統(tǒng)程序的可行性16</p><p>　　第5章 系統(tǒng)的仿真和調(diào)試17</p><p>　　5.1仿真軟件的選用17</p><p>　　5.2系統(tǒng)的調(diào)試17</p>

13、<p><b>　　總結(jié)23</b></p><p><b>　　致謝24</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　附錄126</b></p><p><b>　　附錄227&

14、lt;/b></p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p><b>　　1.1噴泉的發(fā)展</b></p><p>　　1.1.1我國噴泉的發(fā)展</p><p>　　國內(nèi)在二十世紀(jì)八十年代以前，噴泉只是建筑給排水和園林造景專業(yè)的一個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)，從設(shè)計(jì)到產(chǎn)品制作，工程安裝都

15、沒有形成規(guī)模。只是在展覽館等公共建筑和公園里能見到一些中、小噴泉，產(chǎn)品的水平也是簡(jiǎn)單、粗放的。二十世紀(jì)八十年以后，隨著國民經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)和發(fā)展，人民生活水平的提高，一些城市的城建、園林主管部門在城市建設(shè)、改造的過程中，以及環(huán)境的美化和文化氛圍的營造上對(duì)噴泉提出了求新的要求，一部分建筑、園林、水利的設(shè)計(jì)院、研究所及大專院校，綜合了土建結(jié)構(gòu)、給排水、機(jī)電控制等傳統(tǒng)的專業(yè)技術(shù)，加上當(dāng)時(shí)先進(jìn)的單片機(jī)，通過電磁閥和直流電機(jī)調(diào)速實(shí)行變量控制，設(shè)計(jì)出一批

16、噴泉、水景。得到了良好的社會(huì)反映和社會(huì)效益。在這個(gè)時(shí)期，一些噴泉設(shè)備專業(yè)加工廠和公司開始組建、發(fā)展，為噴泉的專業(yè)化發(fā)展提供了力量，打下了基礎(chǔ)。</p><p>　　二十世紀(jì)九十年代以后，社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，全國城市建設(shè)速度加快，人們也追求高質(zhì)量的文化生活和環(huán)境美。市場(chǎng)的需求推動(dòng)了噴泉行業(yè)的發(fā)展。噴泉走出公園、園林的圍墻和廣場(chǎng)的中心，深入延伸到人們的各個(gè)社會(huì)活動(dòng)場(chǎng)所。許多噴泉專業(yè)的生產(chǎn)廠商和專業(yè)公司，在這段時(shí)

17、間內(nèi)應(yīng)運(yùn)而生，迅速發(fā)展起來。專業(yè)技術(shù)人員把計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)，以及聲、光、電、霧、火、激光、音樂、水幕電影等學(xué)科的技術(shù)應(yīng)用到噴泉之中，把噴泉行業(yè)的技術(shù)水平推上了一個(gè)新的層面，開拓了廣闊的應(yīng)用空間，噴泉行業(yè)得到了快速發(fā)展。2001年中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)、給水排水設(shè)備分會(huì)成立了水景噴泉專業(yè)委員會(huì)，行業(yè)組織為城鎮(zhèn)、園林的主管部門、設(shè)計(jì)院、所及專業(yè)生產(chǎn)廠商、公司提供服務(wù)，促進(jìn)噴泉行業(yè)健康有序地發(fā)展。一些大學(xué)和中專的建筑、園林專業(yè)也開設(shè)了水景、

18、噴泉課程，為噴泉行業(yè)的今后發(fā)展提供了知識(shí)儲(chǔ)備。噴泉行業(yè)的發(fā)展進(jìn)入到一個(gè)新的階段。</p><p>　　1.1.2噴泉的應(yīng)用狀況</p><p>　　人們對(duì)噴泉的造景功能、娛樂功能、環(huán)保功能認(rèn)識(shí)的提高，開拓了噴泉的應(yīng)用范圍。我們可以看到：適宜于喜慶節(jié)日、大型群眾集會(huì)的廣場(chǎng)噴泉和城市主題雕塑噴泉，其水造型往往是簡(jiǎn)捷、明快、莊重、大方，給予人們團(tuán)結(jié)進(jìn)取，凝聚向上的感受。在商業(yè)廣場(chǎng)、購物中心以及一

19、些景點(diǎn)的大型激光彩色音樂噴泉，其動(dòng)感十足的“水表演”，既歡快、跳躍，又抒情、富有詩意的“水舞蹈”，有些噴泉配之以水幕電影，給人們以變幻無窮，絢麗多姿的視聽效果。河、湖自然水面上噴水高度超過百米的高水柱噴泉，其雄偉、壯觀的水造型往往成為這個(gè)城市或旅游景點(diǎn)的特征之一。噴泉進(jìn)入了住宅小區(qū)，多與建筑小品和雕塑相映、相伴，既有中、老年人們喜愛的幽靜、典雅的風(fēng)格，也有適于兒童嬉水，趣味十足的形式。松弛、舒適的環(huán)境氛圍給人們愉悅的感受。商場(chǎng)內(nèi)、酒樓里

20、的噴泉小巧、別致，既調(diào)節(jié)了室內(nèi)小氣候，又增添了畫意。依托大型建筑物和自然地形建成的人工瀑布及溢水造景給人們以清新和另有韻味的感受。噴泉在電視轉(zhuǎn)播廳和大型歌舞上頻頻出現(xiàn)，調(diào)諧得當(dāng)?shù)乃魏嫱兄莩龅男Ч?。精巧的微型噴泉進(jìn)入了辦公室和居室，給室內(nèi)增添了動(dòng)態(tài)的裝飾。噴泉是藝術(shù)和技術(shù)的結(jié)合物，建筑藝術(shù)、園林藝術(shù)、美術(shù)以至引伸</p><p>　　1.1.3現(xiàn)代噴泉重出現(xiàn)的問題</p><p>　　在

21、噴泉得到廣泛應(yīng)用的過程中，也出現(xiàn)了一些問題和不足，有些認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)和不良傾向應(yīng)該引起人們的重視。否則將對(duì)噴泉行業(yè)的健康發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面影響。</p><p>　?。?）方案設(shè)計(jì)上的盲目性，往往導(dǎo)致作品成為敗筆，使作品難于長久存在。</p><p>　?。?）細(xì)部設(shè)計(jì)的不合理直接影響作品效果。</p><p>　?。?）質(zhì)次價(jià)高的偽劣產(chǎn)品直接影響著有關(guān)廠商和公司的信譽(yù)。&

22、lt;/p><p>　?。?）節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保問題應(yīng)引起足夠的重視。</p><p>　　噴泉的水造型是通過細(xì)部設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的，機(jī)、泵、管、閥門、噴頭的合理選配，直接影響著噴水效果。有些噴泉的設(shè)計(jì)，只注意了流量、工作壓力等技術(shù)指標(biāo)，忽視了流態(tài)效果這個(gè)重要因素，水造型效果差。例如：成功的超高水柱密實(shí)段長，破裂段和霧化段短，水柱直徑和噴水高度比例合適，抗風(fēng)能力強(qiáng)，噴水效果挺拔、雄偉。而目前的一些超高

23、水柱，水柱密實(shí)段短，破裂段和霧化段長，水柱直徑與噴水高度相比顯得細(xì)小單薄，抗風(fēng)能力差，水柱很容易被吹散飄移，這就是有關(guān)參數(shù)選配不合理所致。在整體水造型的組合效果上也存在差類似的問題。細(xì)部設(shè)計(jì)不合理，是技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差的表現(xiàn)，需要在設(shè)計(jì)階段給予解決。</p><p>　　噴泉是耗能的景觀工程，在保障設(shè)計(jì)效果的前提下，盡可能地節(jié)約能源，這在方案設(shè)計(jì)階段時(shí)就應(yīng)該進(jìn)行量體裁衣的設(shè)計(jì)。我國是一個(gè)缺水的國家，節(jié)水是基本國策，噴

24、泉要提倡循環(huán)用水，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮減少噴水的霧化，飄移損失。循環(huán)用水系統(tǒng)應(yīng)該有過濾凈化裝置，現(xiàn)在有許多旱噴泉，噴水很容易把地面上的泥土、臟物沖入地下水池，水質(zhì)極易污染，搞好池水凈化，延長池水使用周期，用過的池水可以澆灌周邊的草坪、綠地，既節(jié)約了用水，又有環(huán)保的功能。</p><p><b>　　1.2噴泉的種類</b></p><p>　　噴泉景觀概括來說可以分為兩大類：

25、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，普通噴泉分音樂噴泉、程控噴泉、旱地噴泉、跑動(dòng)噴泉、光亮噴泉、趣味噴泉、激光水幕電影、超高噴泉等。</p><p>　　1.3噴泉中的一些新技術(shù)</p><p>　　漂浮式：整座水景噴泉

26、的管道系統(tǒng)全部安裝在浮箱上，所以噴泉設(shè)備的運(yùn)行不受季節(jié)性水位高低的影響。漂浮式噴泉制作、安裝工藝技術(shù)性強(qiáng)，但維護(hù)方便，易于保養(yǎng)。在大型自然湖泊或各種人工湖中廣泛應(yīng)用。</p><p>　　跑泉：多個(gè)噴頭，按時(shí)序控制，構(gòu)成各種形態(tài)瞬時(shí)變化的水型?？梢孕纬膳軇?dòng)、跳動(dòng)、波動(dòng)等形狀，又可以成固定造型的噴水形態(tài)，氣勢(shì)雄偉，變化多端。</p><p>　　水幕激光：采用特殊的入映機(jī)播放，使用的影片也是

27、專門為水幕電影特制的影帶。由于電影的屏幕是透明的水膜，因此在電影播放時(shí)會(huì)有一種特殊的光學(xué)效果，屏幕的視覺穿透性可使畫面具有一種立體感，影片的內(nèi)容可與水面巧妙的結(jié)合，更有一種身臨其境般的奇幻感覺。</p><p>　　1.4設(shè)計(jì)的主要研究內(nèi)容及安排</p><p>　　本文根據(jù)生活當(dāng)中出現(xiàn)的一些情況，以花式噴泉為研究對(duì)象，結(jié)合了大量資料及文獻(xiàn)，研究花式噴泉的控制問題，整理出一套可行性較高的噴

28、泉控制系統(tǒng)。</p><p>　　本系統(tǒng)的研究內(nèi)容主要包括了噴泉的發(fā)展情況及所存在的一系列問題；噴泉控制系統(tǒng)的組成；花式噴泉的控制任務(wù)和要求；花式噴泉的硬件配置以及軟件的設(shè)計(jì)，再通過仿真軟件來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　在設(shè)計(jì)當(dāng)中，因花樣1出現(xiàn)故障的可能性較另外兩種花樣要大，因此在花樣1的程序中設(shè)置了報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以及時(shí)報(bào)警并斷開電源，具有更大的安全保障。設(shè)計(jì)中并未添加單步/連

29、續(xù)程序，因?yàn)槿绻麊尾竭\(yùn)行，持續(xù)時(shí)間太短，觀賞性不強(qiáng)，因而只設(shè)置了連續(xù)運(yùn)行，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕，接著選擇噴水花樣，系統(tǒng)處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，直到按下停止按鈕，系統(tǒng)立即斷開電源，停止運(yùn)行。</p><p><b>　　第2章 方案分析</b></p><p>　　2.1主控制器方案分析</p><p>　　方案1：使用單片機(jī)控制花式噴泉</p>

30、;<p>　　單片機(jī)的特點(diǎn)是控制性能和可靠性高，體積小、價(jià)格低、易于產(chǎn)品化。由于單片機(jī)具有良好的控制性能和靈活的嵌入品質(zhì)，近年來在智能儀表、機(jī)電一體化產(chǎn)品、實(shí)時(shí)工業(yè)控制家用電器等各個(gè)領(lǐng)域都獲得了極其廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　花式噴泉的原理是利用控制器控制水泵的噴水的方式，此方案采用AT80C51系列單片機(jī)作為主控制器來控制噴泉的噴水方式。單片機(jī)的成本較低，適合用于控制小型的花式噴泉。單片機(jī)通

31、過控制步進(jìn)電機(jī)來控制電磁閥,實(shí)現(xiàn)對(duì)噴頭流量的控制, 從而使噴泉水姿、燈光色彩產(chǎn)生變化。但采用單片機(jī)控制原理，是以可控硅作為功率開關(guān)元件，由于可控硅承受過電壓、過電流的能力較差，因而不能長時(shí)間運(yùn)行。</p><p>　　方案2：使用S7-300PLC控制花式噴泉</p><p>　　自20世紀(jì)60年代中期以來PLC產(chǎn)品在電力、冶金、化工等行業(yè)發(fā)揮了重大作用,尤其近20年來計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛

32、速發(fā)展,不斷成倍擴(kuò)大的功能和成倍降低的價(jià)格,使PLC、通訊聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、過程控制軟件都獲得了長足的進(jìn)步,也使PLC的廣泛應(yīng)用成為可能。</p><p>　　PLC的優(yōu)點(diǎn)很多，主要包括：編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)；功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高；硬件配套齊全、用戶使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)；可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少；維修工作量低、維修方便；體積小、能耗低等。而且PLC在各個(gè)工業(yè)部門的應(yīng)用范圍都得到了擴(kuò)展。</p

33、><p>　　此方案采用西門子300系列PLC作為主控制器。S7-300PLC是中型的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等。S7-300PLC的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。S7-300PLC可提多種CPU可供選擇使用，并且體積小，功能強(qiáng)、可靠性高，靈活性強(qiáng)和可擴(kuò)展性的特點(diǎn)通過改變噴泉的控制程序或改變方式選擇開關(guān)，就可以改變花式噴泉的噴水規(guī)律，從而變化出很多花樣，

34、同時(shí)，PLC具有很強(qiáng)的自診斷功能，迅速方便的檢查出故障，縮短檢修時(shí)間，因而確?？刂葡到y(tǒng)的可靠性，穩(wěn)定性。</p><p>　　基于本設(shè)計(jì)的控制要求，可采用S7-300系列的PLC來控制電磁閥，從而達(dá)到對(duì)噴頭流量的控制，產(chǎn)生各種方式的噴水花樣。</p><p>　　方案3：使用S7-200PLC控制花式噴泉</p><p>　　本方案采用S7-200PLC作為噴泉的主

35、控制器來控制水泵的運(yùn)行。S7-200PLC是一種小型的PLC，它有5種CPU模塊，最多可以擴(kuò)展7個(gè)擴(kuò)展模塊，擴(kuò)展到248點(diǎn)數(shù)字量I/O或者38路模擬量I/O，最多有30多KB的程序存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。集成了6個(gè)有12種工作模式的高速計(jì)數(shù)器和兩點(diǎn)高速脈沖發(fā)生器、脈沖寬度調(diào)制器。本設(shè)計(jì)方案可以選擇S7-200CPU226的PLC作為主控制器，該型號(hào)的PLC共14入10出24個(gè)I/O點(diǎn)。從I/O點(diǎn)分配方面來說很適合本設(shè)計(jì)的控制要求。但是這

36、也限制了它以后的發(fā)展，在改變噴水方式的時(shí)候很不方便，因此不利于調(diào)整。</p><p>　　2.2主控制器方案的選擇</p><p>　　通過以上3種控制方式的比較可以得知：使用單片機(jī)控制噴泉，控制方式簡(jiǎn)單，成本低，但是由于其控制性能較差，容易出現(xiàn)故障，出現(xiàn)故障后檢修不方便，且受使用時(shí)間長短的限制。使用S7-200PLC控制花式噴泉，控制性能好，適用性強(qiáng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)方便，編程簡(jiǎn)單，但由于I/O

37、數(shù)量的限制，改動(dòng)不便。而使用S7-300PLC控制花式噴泉，它具有S7-200PLC和單片機(jī)所不具有的優(yōu)點(diǎn)，在改動(dòng)的時(shí)候十分方便，支持長時(shí)間使用，并且控制性能更強(qiáng)于單片機(jī)和S7-200PLC。三者相比較，使用S7-300PLC來控制噴泉顯然要好于使用單片機(jī)控制和S7-200控制，因此，本設(shè)計(jì)選取的方案為第二種，即使用S7-300PLC作為噴泉的主控制器。</p><p>　　2.3噴泉控制方案分析</p&g

38、t;<p>　　方案1：三組噴頭交替噴水</p><p>　　此方案使用的噴頭有三組，共12個(gè)噴頭，每組4個(gè)。三組噴頭組成一定的形狀，并在PLC的控制下交替噴水，具體情況見圖2-1。</p><p>　　圖2-1三組噴頭示意圖</p><p>　　噴泉共分為三組噴頭，通電后，在PLC的控制下，按1-2-3-2-1的順序噴水，然后1、2同時(shí)噴水，接著2、

39、3同時(shí)噴水，再接著1、3同時(shí)噴水，最后1、2、3一起噴水，如此循環(huán)。</p><p>　　方案2：四組噴頭交替噴水</p><p>　　此方案共四組噴頭，除1號(hào)噴頭以外，其余三組每組的4個(gè)噴頭都由環(huán)形管道連接，因此，每次噴水，同一組的噴頭是一起噴的，具體情況見圖2-2。</p><p>　　圖2-2四組噴頭示意圖</p><p>　　此種方案

40、有三種噴水方式可供選擇。按下啟動(dòng)按鈕以后，如選擇第一種花樣，以1、3同時(shí)噴，2、4同時(shí)噴的方式噴水；如選擇第二種花樣，則按1-2-3-4的方式噴水；如選擇第三種，則按4-3-2-1的方式噴水。并且按下自動(dòng)運(yùn)行按鈕以后，可以按設(shè)定的程序自動(dòng)噴水。</p><p>　　2.4噴泉控制方案的選擇</p><p>　　從以上2種噴水方案來看，都是很適合作為花式噴泉的噴水方式。但是，方案1中的噴水方

41、式過于單調(diào)，只有一種方式。而方案2中一共有三種噴水方式可供選擇，按下啟動(dòng)按鈕以后，再按下花樣選擇開關(guān)，噴泉?jiǎng)t按選定的方式噴水，因此噴水的方式可以隨心所欲，較之方案一顯然更好。因此本設(shè)計(jì)選擇方案二作為噴泉的控制方案。</p><p>　　2.5噴泉的控制要求</p><p>　?。?）按下啟動(dòng)按鈕，噴泉裝置開始工作，按下停止按鈕，噴泉控制裝置停止工作。按下自動(dòng)運(yùn)行按鈕，噴泉進(jìn)入自動(dòng)工作狀態(tài)，

42、</p><p>　?。?）噴泉噴水方式由花樣選擇開關(guān)決定，現(xiàn)考慮3種噴水花樣。</p><p>　?。?）花樣選擇開關(guān)在位置1時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后，1、3號(hào)噴頭同時(shí)噴水，延時(shí)2秒后，2、4號(hào)噴頭噴水，1號(hào)、3號(hào)噴頭停止噴水，再延時(shí)2秒后1、3號(hào)噴頭噴水，2、4號(hào)噴頭停止噴水，如此循環(huán)，直到按下停止按鈕。</p><p>　?。?）花樣選擇開關(guān)在位置2時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕

43、后，1號(hào)噴頭噴水，延時(shí)2秒后，1號(hào)噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，3號(hào)噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，4號(hào)噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，3號(hào)噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，2號(hào)噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，1號(hào)噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，2號(hào)噴頭噴水，如此循環(huán)，直到按下停止按鈕。</p><p>　?。?）花樣選擇開關(guān)在位置3時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后，4號(hào)噴頭噴水，延時(shí)2秒后，3號(hào)噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，2號(hào)噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，1號(hào)噴頭噴水，再延時(shí)2秒后

44、，2號(hào)噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，3號(hào)噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，4號(hào)噴頭噴水，再延時(shí)2秒后，3號(hào)噴頭噴水，如此循環(huán)，直到按下停止按鈕。</p><p>　　第3章 花式噴泉的硬件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1硬件的選擇</b></p><p>　　3.1.1PLC的選擇方案</p><p>　?。?）對(duì)輸入/輸出點(diǎn)

45、的選擇</p><p>　　盲目選擇點(diǎn)數(shù)多的機(jī)型會(huì)造成一定浪費(fèi)。要先弄清除控制系統(tǒng)的I/O總點(diǎn)數(shù)，再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的15～20％留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需PLC的點(diǎn)數(shù)。</p><p>　?。?）對(duì)存儲(chǔ)容量的選擇</p><p>　　對(duì)用戶存儲(chǔ)容量作粗略的估算。</p><p>　?。?）對(duì)I/O響應(yīng)時(shí)間的選擇</

46、p><p>　　PLC的I/O響應(yīng)時(shí)間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時(shí)間延遲（一般在2～3個(gè)掃描周期）等。對(duì)開關(guān)量控制的系統(tǒng)，PLC和I/O響應(yīng)時(shí)間一般都能滿足實(shí)際工程的要求，可不必考慮I/O響應(yīng)問題。但對(duì)模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個(gè)問題。</p><p>　　（4）對(duì)PLC結(jié)構(gòu)形式的選擇</p><p>　　在相同功能和相同I/O點(diǎn)

47、數(shù)據(jù)的情況下，整體式比模塊式價(jià)格低。但模塊式具有功能擴(kuò)展靈活，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優(yōu)點(diǎn)，要按實(shí)際需要選擇PLC的結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用S7-300 CPU315-2DP的PLC。該P(yáng)LC屬于中型PLC，功能強(qiáng)大，控制能力好，性價(jià)比高。</p><p>　　3.1.2水泵的選擇方案</p><p>　　水泵的種類根據(jù)不同的要求，分類比

48、較多；大致有臥式水泵和潛水泵。但都是根據(jù)各自對(duì)水泵的揚(yáng)程、流量、使用的場(chǎng)合、能耗比、性價(jià)比等來選擇合適自己水泵。</p><p>　　根據(jù)本文的要求，選擇采用潛水泵。因?yàn)闈撍檬欠胖迷谒?，因此不需要泵房，這樣可以降低造價(jià)。而且潛水泵能耗低，體積小，重量輕，不需灌引水，使用維護(hù)及管理方便，并且達(dá)到了節(jié)約水資源的目的，具有臥式水泵所不具有的優(yōu)點(diǎn)，可以適應(yīng)噴泉的噴水要求。</p><p>　　

49、本設(shè)計(jì)采用上海申一水泵制造有限公司生產(chǎn)的QY型油浸式潛水泵。QY型油浸式潛水電泵是由充油式潛水電機(jī)與離心式水泵同軸聯(lián)接組成。符合JB/T8092-1996標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，產(chǎn)品取得全國生產(chǎn)許可證，經(jīng)過三十多年來不斷的改進(jìn)和完善，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉、工礦排水、水景噴泉、水產(chǎn)養(yǎng)殖，魚塘增氧、防洪排澇等領(lǐng)域。具有泵電一體，結(jié)構(gòu)緊湊；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)良等特點(diǎn)。水泵的使用條件是潛水深度不超過5米；水溫不超過+40℃

50、；PH值應(yīng)在5-9之間，因此，很適合用本設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　3.1.3噴頭的選擇方案</p><p>　　噴泉的噴頭分為可調(diào)直流噴頭、涌泉噴頭、集束噴頭、旋轉(zhuǎn)噴頭等等，種類繁多，噴出的水型也各不相同。本設(shè)計(jì)采用的是集束噴頭，該噴頭由多個(gè)直流噴頭組合而成，直射噴頭口徑大小可確定噴頭的出水量及高度，它可以作為整個(gè)噴泉的主噴（噴泉最高點(diǎn)），也可以由多個(gè)集束噴頭組合成不同的排列。本文

51、采用的集束噴頭是中間小，四周大的噴頭組合方案。中間的小噴頭在同樣的壓力下，噴出的水柱較之周圍的大噴頭要高，要細(xì)，可達(dá)到最佳的視覺效果，見圖3-1。</p><p>　　圖3-1噴頭的樣式及噴水示意圖</p><p>　　中間部分為裝飾物。左圖為噴頭的設(shè)計(jì)方案圖，每個(gè)噴頭的設(shè)計(jì)方案都是相同的，中間4個(gè)小圓形圖案為小噴頭，外部4個(gè)大圓形圖案為大噴頭；右圖為噴泉噴水方式示意圖，4個(gè)大噴頭噴出的水

52、柱更粗更低，這樣看起來更有層次感。</p><p><b>　　3.2控制面板</b></p><p>　　系統(tǒng)的控制面板圖如圖3-2所示。圖中分別是花樣選擇開關(guān)、指示燈以及啟動(dòng)、停止和自動(dòng)運(yùn)行開關(guān)。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，顯示運(yùn)行（綠燈）；停止運(yùn)行時(shí)顯示停止（紅燈）；出現(xiàn)故障時(shí)顯示報(bào)警（黃燈）。</p><p>　　圖3-2 花式噴泉的控制面板<

53、;/p><p>　　第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1花式噴泉的PLC控制流程圖</p><p>　　花式噴泉的程序控制流程圖見圖4-1。</p><p>　　圖4-1系統(tǒng)控制流程圖</p><p>　　如圖，通電后，進(jìn)入工作狀態(tài)。如按下啟動(dòng)按鈕，噴泉裝置進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)，若不按，則回到初始狀態(tài)。接著選擇

54、噴水花樣，共三種噴水花樣可供選擇。如不選擇噴水花樣，系統(tǒng)則只保持通電狀態(tài)。如按下花樣選擇開關(guān)，噴泉按照設(shè)定的程序開始運(yùn)行。如果按下停止按鈕，系統(tǒng)則停止運(yùn)行，如果不按停止按鈕，系統(tǒng)則按照選擇的花樣繼續(xù)運(yùn)行下去直到按下停止按鈕。</p><p>　　4.2I/O模塊的選擇</p><p>　　本設(shè)計(jì)選擇SM332作為PLC的I/O模塊，其I/O接口都是配對(duì)模塊，I為輸入、Q為輸出。用于連接電磁

55、閥、接觸器、小型電機(jī)、燈和電機(jī)起動(dòng)器。</p><p>　　4.3花式噴泉的I/O分配</p><p>　　噴泉的I/O分配見表4-1。</p><p>　　表4-1花式噴泉的I/O分配表</p><p>　　4.4PLC的I/O地址分配簡(jiǎn)介</p><p>　　I/O模塊分為數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、模擬量輸入和模擬量

56、輸出4類。CPU分配給數(shù)字量I/O模塊的地址以字節(jié)為單位，一個(gè)字節(jié)由8個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)組成。擴(kuò)展模塊I/O點(diǎn)的字節(jié)地址由I/O的類型和模塊在同一類I/O模塊鏈中的位置來決定。</p><p><b>　　4.5軟件的選用</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用STEP 7軟件進(jìn)行編寫系統(tǒng)程序，該軟件主要有組態(tài)硬件；組態(tài)通信連接；使用編程語言編寫用戶程序；下載和調(diào)試用戶

57、程序、啟動(dòng)、維護(hù)、文件建檔、運(yùn)行和診斷等功能。功能強(qiáng)大，很適合用來編寫噴泉的控制程序。編程軟件界面如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 軟件編程界面</p><p>　　在FC1中編寫花樣1子程序，在FC2中編寫花樣2子程序，在FC3中編寫花樣3子程序，然后在OB1中編寫主程序并調(diào)用子程序。</p><p><b>　　4.6系統(tǒng)主程序</

58、b></p><p>　　系統(tǒng)的主程序見圖4-3。此時(shí)，系統(tǒng)處于停止工作狀態(tài)。</p><p>　　圖4-3 花式噴泉系統(tǒng)主程序</p><p>　　I0.5是一個(gè)獨(dú)立的啟動(dòng)按鈕，負(fù)責(zé)啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)按下I0.5的時(shí)候，系統(tǒng)按照花樣1-花樣2-花樣3的順序循環(huán)運(yùn)行。當(dāng)按下停止按鈕I0.0的時(shí)候，立即停止自動(dòng)運(yùn)行，改為手動(dòng)選擇花樣。</p><

59、;p>　　4.7系統(tǒng)程序的可行性</p><p>　　本系統(tǒng)共有三種花樣可供選擇，因此程序分為四個(gè)部分，即一個(gè)主程序，三個(gè)子程序。第一種花樣為1、3號(hào)同時(shí)得電，2、4號(hào)同時(shí)得電，因此出現(xiàn)故障的可能性較大，例如1、2號(hào)同時(shí)得電。當(dāng)出現(xiàn)此類故障的時(shí)候，Q0.0的作用是報(bào)警并斷電。而且如果要改變?yōu)槠渌膰娝绞剑恍枰膶懽映绦?，即可達(dá)到改變噴水方式的目的。本系統(tǒng)成本不高，安裝方便，因此適合于多種場(chǎng)所。而且噴水花

60、樣豐富，觀賞性較強(qiáng)。</p><p>　　第5章 系統(tǒng)的仿真和調(diào)試</p><p>　　5.1仿真軟件的選用</p><p>　　仿真PLC具有實(shí)際PLC所沒有的功能。首先，仿真PLC可以立即暫時(shí)停止執(zhí)行用戶程序，對(duì)程序狀態(tài)不會(huì)有什么影響；其次，仿真PLC由RUN模式進(jìn)入STOP模式不會(huì)改變輸出的狀態(tài)；再次，在視圖對(duì)象中的變動(dòng)立即使對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)中的內(nèi)容發(fā)生相應(yīng)改變

61、。實(shí)際的CPU要等到掃描結(jié)束時(shí)才會(huì)修改存儲(chǔ)區(qū)；第四，仿真PLC可以選擇單次掃描或者連續(xù)掃描；第五，可使定時(shí)器自動(dòng)運(yùn)行或者手動(dòng)運(yùn)行，可以手動(dòng)復(fù)位全部定時(shí)器或復(fù)位制定的定時(shí)器；第六，仿真PLC可以對(duì)過程影像存儲(chǔ)器與外設(shè)存儲(chǔ)器的處理等。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用STEP 7軟件進(jìn)行系統(tǒng)的仿真，通過執(zhí)行用戶程序來檢查系統(tǒng)的功能。</p><p><b>　　5.2系統(tǒng)的調(diào)試<

62、/b></p><p>　　花樣一仿真圖見圖5-1和5-2。</p><p>　　圖5-1 花樣1仿真圖a</p><p>　　當(dāng)按下I0.0啟動(dòng)按鈕后，按下花樣1選擇開關(guān)I0.2時(shí)，M0.0得電，M0.1得電，當(dāng)M0.6得電的時(shí)候，Q0.2和Q0.4同時(shí)得電。按下停止按鈕I0.1時(shí),系統(tǒng)斷電。</p><p>　　圖5-2 花樣1仿真

63、圖b</p><p>　　當(dāng)按下I0.0啟動(dòng)按鈕后，按下花樣1選擇開關(guān)I0.2時(shí)，M0.0得電，M0.1得電，當(dāng)M0.5得電的時(shí)候，Q0.1和Q0.3同時(shí)得電。按下停止按鈕I0.1時(shí),系統(tǒng)斷電。</p><p>　　花樣2仿真圖見圖5-3和圖5-4。</p><p>　　圖5-3 花樣2仿真圖a</p><p>　　當(dāng)按下I0.0啟動(dòng)按鈕后，

64、按下花樣1選擇開關(guān)I0.3時(shí)，M0.0得電，M0.2得電，當(dāng)M1.2得電的時(shí)候，Q1.1得電。按下停止按鈕I0.1時(shí),系統(tǒng)斷電。</p><p>　　圖5-4 花樣2仿真圖b</p><p>　　當(dāng)按下I0.0啟動(dòng)按鈕后，按下花樣1選擇開關(guān)I0.3時(shí)，M0.0得電，M0.2得電，當(dāng)M1.5得電的時(shí)候，Q1.4得電。按下停止按鈕I0.1時(shí),系統(tǒng)斷電。</p><p>

65、　　花樣3仿真圖見圖5-5和圖5-6。</p><p>　　圖5-5 花樣3仿真圖a</p><p>　　當(dāng)按下I0.0啟動(dòng)按鈕后，按下花樣1選擇開關(guān)I0.4時(shí)，M0.0得電，M0.3得電，當(dāng)M2.2得電的時(shí)候，Q2.2得電。按下停止按鈕I0.1時(shí),系統(tǒng)斷電。</p><p>　　圖5-6 花樣3仿真圖b</p><p>　　當(dāng)按下I0.0啟

66、動(dòng)按鈕后，按下花樣1選擇開關(guān)I0.4時(shí)，M0.0得電，M0.3得電，當(dāng)M2.4得電的時(shí)候，Q2.3得電。按下停止按鈕I0.1時(shí),系統(tǒng)斷電.</p><p>　　自動(dòng)運(yùn)行仿真圖見圖5-7和圖5-8。</p><p>　　圖5-7 自動(dòng)運(yùn)行仿真圖a</p><p>　　按下自動(dòng)開關(guān)I0.5，M0.1得電后，當(dāng)M1.3得電時(shí)，Q1.2得電。</p><

67、p>　　圖5-8 自動(dòng)運(yùn)行仿真圖b</p><p>　　按下自動(dòng)開關(guān)I0.5，M0.3得電后，當(dāng)M2.3得電時(shí)，Q2.2得電。</p><p>　　通過對(duì)本系統(tǒng)的仿真調(diào)試，可以看出，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕I0.0時(shí)，M0.0得電并保持。按下花樣選擇開關(guān)以后，系統(tǒng)按照設(shè)定的程序運(yùn)行并最終得到實(shí)現(xiàn)。當(dāng)按下自動(dòng)運(yùn)行開關(guān)時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)按下停止按鈕I0.1時(shí)，系統(tǒng)立即停止運(yùn)行。</

68、p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們走向未來重要的一步。從最初的選題，開題到完成設(shè)計(jì)。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改，每一個(gè)過程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。</p><p>　　通過這次實(shí)踐，我了解了PLC的用途及工作原理，熟悉了PLC的應(yīng)用，鍛煉了實(shí)踐能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次畢

69、業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)知識(shí)的一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的能力。</p><p>　　但是畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處，比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解。這次實(shí)踐是對(duì)自己培訓(xùn)一年半所學(xué)的一次大檢閱，使我明白自己知識(shí)還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的

70、求學(xué)之路還很長，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　我要感謝老師和學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)們給了我這樣一個(gè)把一年半以來的所學(xué)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的鍛煉機(jī)會(huì)，讓我在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中學(xué)到了很多很多。也要感謝同學(xué)們?cè)诖似陂g對(duì)我的幫助。</p><p>　　當(dāng)然，還要感謝家人和

71、朋友們對(duì)我的支持和鼓勵(lì)，這是我能夠完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的動(dòng)力。請(qǐng)?jiān)试S我對(duì)你們致以由衷的感謝!</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。?］江秀漢、湯楠主編《可編程序控制器原理及應(yīng)用》[M].第二版西安電子科技大學(xué)出版社2003.3</p><p>　?。?］宋伯生主編《PLC.編程理論.算法及技巧》[J].機(jī)械工業(yè)出版社20

72、05年</p><p>　?。?］吳明亮、蔡文忠主編《可編程控制器實(shí)訓(xùn)教程》[M].化學(xué)工業(yè)出版社2005年</p><p>　?。?］賈德勝等主編《PLC應(yīng)用開發(fā)實(shí)用子程序》[M].人民郵電出版社2006年</p><p>　　［5］陳忠華主編《可編程控制器與工業(yè)自動(dòng)化》[M].機(jī)械工業(yè)出版社2005年</p><p>　?。?］崔元明主編

73、《可編程器件應(yīng)用導(dǎo)》[J].清華大學(xué)出版社2000年</p><p>　?。?］袁任光主編《可編程控制器選用手冊(cè)》[J].機(jī)械工業(yè)出版社2002年</p><p>　　［8］胡學(xué)林主編《可編程控制器教程（提高篇）》[M].電子工業(yè)出版社2005年</p><p>　?。?］王堅(jiān)主編《可編程控制器原理與應(yīng)用》[M].清華大學(xué)出版社2002年</p>&l

74、t;p><b>　　附錄1</b></p><p><b>　　元件清單表</b></p><p><b>　　附錄2</b></p><p><b>　　系統(tǒng)子程序</b></p><p><b>　　花樣1子程序</b>&l

75、t;/p><p>　　Q0.1和Q0.2同時(shí)得電時(shí)，Q0.0得電。</p><p>　　M0.5和M0.7任意一個(gè)得電時(shí)，Q0.1和Q0.3同時(shí)得電；M0.6和M1.0任意一個(gè)得電時(shí)，Q0.2和Q0.4同時(shí)得電。</p><p><b>　　花樣2子程序</b></p><p>　　當(dāng)M1.2得電，Q1.1即得電；當(dāng)M1.3

76、和M1.7任意一個(gè)得電，Q1.2得電；當(dāng)M1.4和M1.6任意一個(gè)得電時(shí)，Q1.3得電；當(dāng)M1.5得電時(shí),Q1.4得電。</p><p><b>　　花樣三子程序</b></p><p>　　當(dāng)M2.2得電時(shí)，Q2.1得電；當(dāng)M2.3和M2.7任意一個(gè)得電時(shí)，Q2.2得電；當(dāng)M2.4和M2.6任意一個(gè)得電時(shí)，Q2.3得電；當(dāng)M2.5得電時(shí)，Q2.4得電。</p&