噴泉的plc控制畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　波浪式噴泉的PLC控制</p><p><b>　　摘要 </b></p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書 </p><p>　　噴泉總體設(shè)計(jì)

2、 </p><p>　　1.1 噴泉設(shè)計(jì)方案 </p><p>　　1.2 系統(tǒng)工作原理

3、 </p><p>　　第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) </p><p>　　2.1 PLC的選型

4、 </p><p>　　2.2 電機(jī)的選型 </p><p>　　2.3 電磁閥的選型

5、 </p><p>　　2.4 按鈕的選型 </p><

6、p>　　2.5 熔斷器的選型 </p><p>　　2.6 液壓泵的選型

7、 </p><p>　　2.7 水泵的選型

8、 </p><p>　　2.8 溢流閥的選型 </p><p>　　第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) </p><p>　　3.

9、1 I/O地址分配表 </p><p>　　3.2 硬件接線圖

10、 </p><p>　　3.3 程序梯形圖 </p><p>　　第四章 畢業(yè)設(shè)計(jì)總計(jì)

11、 </p><p>　　第五章 參考文獻(xiàn) </p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p&

12、gt;<b>　　摘要</b></p><p>　　當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)越來越發(fā)達(dá)，人民生活水平不斷提高。在物質(zhì)條件不斷得到滿足的同時(shí)，人們對(duì)精神層次的追求也在不斷提高！在這樣一個(gè)背景下，噴泉——這個(gè)有著現(xiàn)代都市氣息的娛樂方式逐漸進(jìn)入人們的視野</p><p>　　噴泉是人們?yōu)榱嗽炀靶枰ㄔ煸趫@林、城市街道廣場(chǎng)和公共建筑具有裝飾性的噴水裝置，是一種將水經(jīng)過一定壓力，通過噴頭

13、噴灑出來具有特定形狀的組合體。提供水壓的一般為水泵。      噴泉它對(duì)城市環(huán)境具有多種價(jià)值，不僅能濕潤(rùn)周圍空氣、清除塵埃，而且能通過水珠與空氣的撞擊產(chǎn)生大量對(duì)人體有益的負(fù)氧離子，增進(jìn)人的身體健康；同時(shí)，婀娜多姿的噴泉造型，隨著音樂歡快跳動(dòng)的水花，配上色彩紛呈的燈光，既能美化環(huán)境、提高城市面貌，又能使人精神振奮，給人以一種美的享受。</p><p><b&

14、gt;　　第一章噴泉整體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　如下圖所示：一號(hào)六號(hào)十一號(hào)噴水管為一組，依次類推 ，每一臺(tái)電機(jī)帶動(dòng)一臺(tái)水泵實(shí)現(xiàn)控制。同時(shí)每根噴水管上接一個(gè)兩位兩通電磁閥由程序控制其通斷從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求！ </p><p>　　1.2系統(tǒng)的工作原理</p>&

15、lt;p>　　按下啟動(dòng)按鈕后，五臺(tái)電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)同時(shí)帶動(dòng)其相連的水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，給系統(tǒng)提供壓力水。同時(shí)一號(hào)電磁鐵得電一號(hào)水管接通噴水，三秒鐘之后二號(hào)電磁鐵接通二號(hào)水管接通噴水，三秒鐘之后三號(hào)電磁鐵接通三號(hào)水管接通噴水。三秒鐘之后四號(hào)電磁鐵得電同時(shí)一號(hào)電磁鐵失電，三秒鐘之后五號(hào)電磁鐵得電五號(hào)水管接通噴水同時(shí)二號(hào)水管失電關(guān)閉。三秒鐘之后六號(hào)電磁鐵得電接通！一二三四五號(hào)電磁鐵全部失電關(guān)閉。依次循環(huán)下去。直到按下停止按鈕。在系統(tǒng)中每個(gè)水泵的主管路

16、上都設(shè)計(jì)有溢流閥，在工作過程中當(dāng)水泵泵出的水沒有通過噴泉噴頭噴出或者管道被異物堵塞時(shí)，壓力水會(huì)通過溢流閥流回水箱，這樣就給系統(tǒng)提供一個(gè)保護(hù)降壓的作用。</p><p>　　上述所有的動(dòng)作以及電機(jī)的啟停都由PLC來控制。</p><p><b>　　第二章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 PLC的選型</p>&

17、lt;p>　　在PLC選型之前先介紹下關(guān)于PLC的基本知識(shí):</p><p>　　PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和安裝調(diào)試等內(nèi)容。PLC的選擇除了滿足技術(shù)指標(biāo)的要求外，還應(yīng)著重考慮產(chǎn)品的技術(shù)支持與售后服務(wù)的情況。</p><p>　　最大限度地滿足被控對(duì)象或產(chǎn)生過程的控制要求。對(duì)于一些原來用繼電接觸器線路不易實(shí)現(xiàn)的要求，使用PLC后，將很容易實(shí)現(xiàn)。</p>

18、<p>　　在滿足控制要求提前下，力求使控制簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、操作和維護(hù)方便。對(duì)一些過去較為繁瑣的控制可利用PLC的特點(diǎn)加以簡(jiǎn)化，通過內(nèi)部程序化外部接線及操作方式，保證控制系統(tǒng)的安全可靠。同時(shí)采用“軟件兼施”的辦法。</p><p>　　考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，選擇PLC容量及I|O點(diǎn)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留用余量。一個(gè)系統(tǒng)完成后，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)一些原來沒有考慮的問題，或者新提出的問題，如果事先留有余量。則PLC系

19、統(tǒng)極易修改。同時(shí)對(duì)日后系統(tǒng)工業(yè)的變更提供方便。當(dāng)然對(duì)于不同的用戶，要求的側(cè)重點(diǎn)不同，設(shè)計(jì)的原則也有所區(qū)別，如果以提高產(chǎn)品和安全目標(biāo)，則應(yīng)將系統(tǒng)可靠性放在設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，設(shè)置考慮采取沉余控制系統(tǒng)，如果要求系統(tǒng)改善信息管理，則應(yīng)將系統(tǒng)通信能力與總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)加以強(qiáng)化，如果系統(tǒng)工藝經(jīng)常變更，則事先充分考慮。</p><p>　　制在滿足控制要求的前提下，選型時(shí)應(yīng)選擇最佳的性能價(jià)格比，具體考慮以下幾點(diǎn)。</p>

20、<p>　　1) 對(duì)于開關(guān)量控制系統(tǒng)，當(dāng)對(duì)控制要求不高時(shí)，可選用小型PLC如西門子公司S7—200,就能滿足要求，如對(duì)小型泵的順序控制、單臺(tái)機(jī)械的自動(dòng)控制等。</p><p>　　2) 對(duì)于以開關(guān)量控制為主，帶有部分模擬量控制的應(yīng)用系統(tǒng)。如對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中常遇到的溫度、壓力、流量、液位等連續(xù)量的控制應(yīng)選用帶有A|D轉(zhuǎn)換的模擬量輸入模塊和帶有D|A轉(zhuǎn)換的模擬量輸出模塊，配接相應(yīng)的傳感器、變送器和驅(qū)動(dòng)裝置，并且

21、選擇運(yùn)算功能較強(qiáng)的中小型PLC，如西門子公司的S7-300系PLC。</p><p>　　3) PLC工作時(shí)，從輸入信號(hào)控制存在著滯后現(xiàn)象，即輸量的變化，一般要在1~2個(gè)掃描周期之后才能反映到輸出端，這對(duì)于一般工業(yè)控制是允許的。但有些設(shè)備的實(shí)時(shí)性要求較高，不允許有較大的滯后時(shí)間。例如，PLC的I|O數(shù)在幾十到幾千點(diǎn)范圍內(nèi)，這時(shí)用戶程序的長(zhǎng)短對(duì)系統(tǒng)的響應(yīng)速度會(huì)有較大的差別。滯后時(shí)間應(yīng)控制在幾十毫秒之內(nèi)，應(yīng)小于普通

22、繼電器的動(dòng)作時(shí)間。</p><p>　　結(jié)合以上幾點(diǎn)，在本次設(shè)計(jì)PLC系統(tǒng)中用的PLC的選型為西門子S7-200系列的可編程控器同時(shí)需要擴(kuò)展模塊EM222 八點(diǎn)繼電器兩個(gè)即可。</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)方案圖得出在設(shè)計(jì)程序時(shí)總共用到了2個(gè)輸入信號(hào)和20個(gè)輸出信號(hào)，因此在此系統(tǒng)中可選PLC為西門子S7-200系列的可編程控制器CPU224 AC\DC\CAP。PLC的主機(jī)：選擇西門子S7

23、-200系列作為此控制系統(tǒng)的主機(jī)。</p><p>　　選用CPU224的特點(diǎn)，其基本參數(shù)如下：</p><p>　　本機(jī)數(shù)字輸入：24路數(shù)字輸入</p><p>　　本機(jī)數(shù)字輸出：24路數(shù)字輸出</p><p>　　內(nèi)部存儲(chǔ)器位：256位</p><p>　　定時(shí)器總數(shù)：256計(jì)數(shù)器</p><p

24、>　　電源電壓允許范圍：AC85~264V</p><p>　　輸入電流僅CPU|最大負(fù)載：35|100MA，AC240V</p><p>　　電壓范圍;DC20.4~28.8V</p><p>　　電流限制：約1.5A</p><p><b>　　2.3電機(jī)的選擇：</b></p><p>

25、;　　為了適應(yīng)各種不同用途，工廠生產(chǎn)了不同種類、形式及容量的電動(dòng)機(jī)。在選用電動(dòng)機(jī)時(shí)，要充分考慮 它們的特性，在仔細(xì)研究了系統(tǒng)的特性后，選擇適合負(fù)載特性的電動(dòng)機(jī)。選擇電動(dòng)機(jī)的原則是：（1）根據(jù)負(fù)載的啟動(dòng)特性及運(yùn)行特性，選出最適合于這些特性的電動(dòng)機(jī)，滿足生產(chǎn)機(jī)械工作過程中的各種要求。（2）選擇具有與使用場(chǎng)所的環(huán)境相適應(yīng)的防護(hù)方式及冷卻方式的電動(dòng)機(jī)，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)能適合電動(dòng)機(jī)所處的環(huán)境條件等。</p><p>　　本

26、系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)選交流的，電動(dòng)機(jī)分為異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩大類，異步電動(dòng)機(jī)主要作電動(dòng)機(jī)，去拖動(dòng)各生產(chǎn)機(jī)械。由于異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造，使用方便，運(yùn)行可靠，成本低廉，效率高等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。例如，在工業(yè)生產(chǎn)中，異步電動(dòng)機(jī)用于拖動(dòng)中小型軋鋼設(shè)備，各種金屬切削機(jī)床，輕工機(jī)械和礦山機(jī)械等；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，異步電動(dòng)機(jī)用于拖動(dòng)水泵，粉碎機(jī)以及其他農(nóng)副產(chǎn)品的加工機(jī)械；在民用電器方面的電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)等也都是用異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的。<

27、/p><p>　　所以本系統(tǒng)選用異步電動(dòng)機(jī)。</p><p><b>　　電機(jī)功率的計(jì)算：</b></p><p>　　考慮到一些大型廣場(chǎng)的噴泉需要給人們以震撼的效果所以揚(yáng)程需要高一些</p><p>　　假設(shè)每組的揚(yáng)程分別為10米，15米，20米，15米，10米。流量分別為15L/S ,20 L/S ,25L/S,20 L

28、/S，15 L/S。</p><p>　　假設(shè)管徑是100MM，對(duì)于最高的那根水管來說水的流速是V=0.025/(兀*0.05^2)=3.185M/S</p><p>　　動(dòng)能E1=0.5*25*3.185^2=127J</p><p>　　勢(shì)能E2=25*9.8*20=4900J</p><p>　　總能量E=E1+E2=5027J<

29、/p><p>　　所需功率=5.027J</p><p>　　假設(shè)水泵的功率為0.8</p><p>　　則電機(jī)所需功率P=5.027/0.8=6.3KW</p><p>　　以此類推第一根噴水管需要的電機(jī)功率為：3.8KW</p><p>　　第二根噴水管所需的的電機(jī)功率為：1.9KW</p><p&

30、gt;<b>　　所以電機(jī)的型號(hào)為</b></p><p>　　Y90L-2,額定功率為2.2KW，額定電流為4.8A,轉(zhuǎn)速2840 r/min.效率80.5%</p><p>　　Y112M-2,額定功率為4KW，額定電流為8.2A轉(zhuǎn)速為2890r/min.效率為85.5%</p><p>　　Y132M-4，額定功率為7.5ＫＷ，額定電流為

31、15.4Ａ,轉(zhuǎn)速為1440r/min, 效率為87.0%</p><p><b>　　2.4電磁閥的選擇</b></p><p>　　電磁閥的分類：國(guó)內(nèi)的電磁閥從原理上分為三大類（即：直動(dòng)式、分步童先導(dǎo)式），而從閥瓣結(jié)構(gòu)和材料的不同與原理上的區(qū)別又分為6個(gè)分支小類（直動(dòng)膜片結(jié)構(gòu)、分步重片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)膜式結(jié)構(gòu)、直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、分步直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu)）。電磁閥的優(yōu)點(diǎn):

32、耐高溫電磁閥是間接先導(dǎo)式平衡電磁閥，具有耐高溫、耐腐蝕性、耐磨損、使用范圍廣等。</p><p>　　本系統(tǒng)采用BS13Y膜片先導(dǎo)式高壓電磁閥</p><p>　　因?yàn)樗鼉?yōu)點(diǎn)在于1、體積小、重量輕 2、便于安裝與裝卸 3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于操作 4、耐壓力好,經(jīng)濟(jì)安全！</p><p><b>　　口徑：4~25mm</b></p>

33、<p>　　壓力：0.1~5Mpa</p><p>　　工作電壓：AC220V、DC24V亦可根據(jù)客戶要求</p><p>　　溫度：-20~90℃</p><p>　　適用介質(zhì)：水、柴油、空氣、二氧化碳、氮?dú)獾瘸匾后w或氣體。</p><p>　　功率：AC15W、 DC18W</p><p>　　材質(zhì)：鍛

34、壓黃銅、不銹鋼</p><p><b>　　連接方式：內(nèi)螺紋</b></p><p><b>　　2.5按鈕的選擇</b></p><p><b>　　按鈕的選擇原則;</b></p><p>　　根據(jù)使用場(chǎng)合，選擇控制按鈕的類型，如開啟式、防水式、緊急式等。</p>

35、;<p>　　根據(jù)用途，選用合適的形式，如鑰匙式，緊急式，帶燈式等。</p><p>　　按控制回路的要求，確定不同的按鈕數(shù)，如單鈕，雙鈕，三鈕，多鈕等。</p><p>　　按工作狀態(tài)指示和工作情況的要求選擇按鈕及指示的顏色。</p><p>　　本系統(tǒng)選兩個(gè)開啟式帶燈單鈕選施耐德的LA38-11D帶燈按鈕</p><p>　

36、　此按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用十分廣泛的主令電器。</p><p>　　2.6熔斷器的選擇：</p><p>　　熔斷器在電路主要起短路保護(hù)作用，用于保護(hù)線路，熔斷器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，使用維護(hù)方便，價(jià)格低廉，分?jǐn)嗄芰^高，限流能力好等優(yōu)點(diǎn)，熔斷器有NT、RT、RLS2、FA4等形式的熔斷器，RT系列為有填封閉管式熔斷器，可在500V以下交流系統(tǒng)中作過載及短路保護(hù)作用，這種熔斷器為

37、螺栓連接，可直接連在母線排上，尤其適合開關(guān)熔斷器組選用，RT15熔斷器最大額定電流400A，額定分?jǐn)嗄芰?00KA。本系統(tǒng)采用RLS2</p><p><b>　　2.7液壓泵的選擇</b></p><p><b>　　液壓泵的分類</b></p><p>　　一、根據(jù)液壓泵數(shù)量多少，可分為：</p><

38、;p>　　單聯(lián)泵、雙聯(lián)泵、多聯(lián)泵（三聯(lián)泵以上）</p><p>　　二、根據(jù)液壓泵的能提供最高工作壓力大小，可分為：</p><p>　　低壓泵（最高壓力小于7Mpa)</p><p>　　中壓泵（最高壓力小于32Mpa)</p><p>　　高壓泵（最高壓力小于60Mpa)</p><p>　　超高壓泵（最高壓

39、力大于100Mpa)</p><p>　　三、根據(jù)液壓泵工作時(shí)容積變化形式，可分為：</p><p><b>　　定量泵和變量泵</b></p><p>　　四、根據(jù)液壓泵內(nèi)部結(jié)形式不同，可分為：</p><p>　　齒輪泵、葉片泵、螺桿泵、柱塞泵 </p><p>　　根據(jù)本系統(tǒng)的低壓實(shí)際情況選

40、用低壓齒輪泵；CB-B10齒輪泵</p><p>　　CB-B型齒輪油泵是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的轉(zhuǎn)換裝置，由于該泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噪音低、輸液平穩(wěn)、高轉(zhuǎn)速、自吸性能好。</p><p><b>　　2.8水泵的選擇</b></p><p>　　若不選擇上述電機(jī)加液壓泵的供液系統(tǒng)則還可以選擇水泵直接作為系統(tǒng)的壓力源 為系統(tǒng)提供動(dòng)力根據(jù)該系統(tǒng)的實(shí)際情況以

41、及上述設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)綜合考慮選用的水泵型號(hào)以及各性能指標(biāo)如下：</p><p>　　200QJ80-11/1,揚(yáng)程范圍為8-13米，電機(jī)功率4KW，額定電流為10.1A。</p><p>　　200QJ63-12/1，揚(yáng)程范圍,8-15米，電機(jī)功率為4KW，額定電流10.1A</p><p>　　250QJ50-20/1，揚(yáng)程范圍18-22，電機(jī)功率為5.5ＫＷ，額定電

42、流為１3.6A</p><p><b>　　2.9溢流閥的選擇</b></p><p><b>　　溢流閥的介紹：</b></p><p>　　溢流閥的工作原理及分類</p><p><b>　　溢流閥的用途</b></p><p>　　定壓溢流作用：在

43、定量泵節(jié)流調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，定量泵提供的是恒定流量。當(dāng)系統(tǒng)壓力增大時(shí)，會(huì)使流量需求減小。此時(shí)溢流閥開啟，使多余流量溢回油箱，保證溢流閥進(jìn)口壓力，即泵出口壓力恒定（閥口常隨壓力波動(dòng)開啟）。</p><p>　　安全保護(hù)作用：系統(tǒng)正常工作時(shí)，閥門關(guān)閉。只有負(fù)載超過規(guī)定的極限（系統(tǒng)壓力超過調(diào)定壓力）時(shí)開啟溢流，進(jìn)行過載保護(hù)，使系統(tǒng)壓力不再增加（通常使溢流閥的調(diào)定壓力比系統(tǒng)最高工作壓力高10％～20％）。</p>

44、<p>　　因?yàn)樵诒鞠到y(tǒng)中壓力不高流量不大所以對(duì)溢流閥的要求不高所以系統(tǒng)選用的五個(gè)溢流閥的型號(hào)為：R900722217  DBW20B3-5X/315U6EG24N9K4 其生產(chǎn)廠家為博世BOSCH力士樂。</p><p><b>　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 I/O地址分配表：</p><

45、;p>　　符號(hào) 地址 功能</p><p><b>　　輸出</b></p><p>　　I0.0 ＳＢ１　　　　啟動(dòng)按鈕 </p><p>　　I0.1　　　　　　　　 ＳＢ２　　　 停止按鈕</p><p><b>　　輸出

46、</b></p><p>　　本地輸出Q0.0-Q0.4 KM1-KM5 控制電動(dòng)機(jī)</p><p>　　Q0.5-Q0.7 Y1-Y3 電磁鐵</p><p>　　Q1.0-Q1.1 Y4-Y5 電磁鐵</p><p>　　擴(kuò)

47、展輸出Q2.0-Q2.7 Y6-Y13 電磁鐵</p><p>　　Q3.0-Q3.1 Y14-Y15 電磁鐵</p><p><b>　　3.2 硬件接線圖</b></p><p>　　3.3 程序梯形圖</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)

48、計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)就此告一段落，縱觀整個(gè)設(shè)計(jì)過程，可以說在這一過程中我的收獲很大，充分認(rèn)識(shí)到自己的薄弱的環(huán)節(jié)，通過理論分析與實(shí)踐的反復(fù)進(jìn)行和論證，許多問題都有了較好的解決方案。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我更加看清了自己的不足之處。為了搞好這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，通過查閱資料以及老師的幫助下，最終基本達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。鞏固了理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，提高了實(shí)踐過

49、程中，我認(rèn)識(shí)到不管做什么事，尤其是科學(xué)實(shí)踐，都需要大膽假設(shè)，小心求證。任何一個(gè)方案都要經(jīng)過詳細(xì)周全的論證后才能著手去做，否則即使很快做出來了，但經(jīng)不起推敲和考驗(yàn)。對(duì)于那些要求能夠擴(kuò)展功能的課題更是如</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.機(jī)電傳動(dòng)控制（第四版） 鄧星鐘等編著</p>

50、;<p>　　2.西門子S7-200系列PLC（人民郵電出版社） 陳忠瓶等編著</p><p>　　3.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)(第二版） 王永華編著</p><p>　　4.電動(dòng)手冊(cè)（第二版） 何利民編著</p><p>　　5.液壓與氣動(dòng)技術(shù)（第二版）