1、精選優質文檔-傾情為你奉上 維修電工 技師資格考評論文 論文題目： 噴泉控制系統 作 者： 職業技能鑒定等級： 技師 單位名稱： 單位地址： 指導老師： 2012 年 5 月 1 日 維修電工 技師資格考評論文 論文題目： 噴泉控制系統 單位名稱： 作 者： 劉 2012年5月1日摘要本論文是經過對多處噴泉控制系統的觀察和總結之后，對景觀控制系統總體方案進行了一個設計，在分析景觀控制系統具體工作過程的基礎上，采用PLC為核心部件，設計畫出了流程圖；編制了具體程序；設計了硬件電路；并且，對硬件和軟件進行了調試。同時利用PLC的定時功能,計數功能,步進功能,可靈活地編寫,增減和修改程序關鍵詞：人工

2、噴泉；PLC控制技術；可編程控制器的運用 目 錄 1前言 噴泉是人工環境中最富有生命力的噴泉,它具有分隔空間、增加層次、凈化空氣、美化環境的作用。現代高科技把美妙的音樂、多姿的噴泉造型、五彩繽紛的水下燈光、神奇的激光圖文，通過電腦有機的結合在一起，給人以音樂聲響、視覺形象、色彩變換三位一體的超自然享受。隨著我國人民物質生活水平的不斷提高，對于精神生活的要求也在不斷提高，為進一步改造環境景觀，建設一個噴泉是很有必要的。隨著科學技術的不斷發展和生活水平的不斷提高，尤其是噴泉在城市和社區環境建設中起著尤其重要的作用。當今噴泉工程和高新技術的結合正是歷史發展的必然趨勢，由于噴泉工程中采用了大量的高新技

3、術，從而使噴泉效果更加絢麗多彩，婀娜多姿，令人賞心悅目、流連忘返。本次的畢業設計是一個以PLC控制為核心的噴泉控制系統的設計。這個噴泉控制系統主要是一個人工噴泉。在PLC的控制之下，噴出各種各樣的水柱，給人以一種視覺上美的享受。2噴泉控制系統總體方案的設計2.1可編程控制器的系統設計確定控制對象及控制范圍PLC型號選擇硬件設計軟件設計及模擬調試是否符合設計要求？調整硬件調整軟件投入運行NNY圖2-1可編程控制器的系統設計的流程圖由上面的圖2-1可知：在用PLC對噴泉控制系統設計時，第一要熟悉噴泉控制系統的特點和工作過程，并且歸納出工作循環圖；第二要制定噴泉控制系統的控制方案，對PLC進行選擇，

4、這次根據本次畢業設計，選用的PLC是三菱FX系列的；第三是根據噴泉控制系統的具體控制要求，列出I/O分配表，對硬件和軟件進行設計；第四是模擬調試，就是將設計好的程序鍵入PLC后，應仔細檢查和驗證，改正程序設計語法錯誤，之后在實驗室里進行用戶程序的模擬運行和程序調試，觀察各輸入量、輸出量之間的變化關系及邏輯狀態是否符合設計要求，發現問題及時修改，直到滿足工藝流程和狀態流程圖的要求；第五是將模擬調試好的程序傳送到PLC存儲器中，接入PLC的實際輸入接線和負載。2.2噴泉控制系統的平面布置圖根據噴泉控制系統的工藝要求,工作特點,環境等條件,選擇了一個合理的計方案,噴泉系統的平面布置圖見圖2-2。 由

5、圖22知：這個人工噴泉的外觀圓形，噴水的系統一共有四層。從內到外它們分別是：第一層、第二層、第三層、第四層。控制系統采用PLC作為中心控制環節,利用PLC的定時控制，計數控制以及步進控制來實現第一層、第二層、第三層、第四層的不同時序,不同圖案的交替變換的噴水過程。2.3噴泉控制系統的工作流程圖由下面的流程圖2-3可知：先按下啟動按鈕，旁邊的兩個小噴頭就開始噴水,同時第一層的噴頭也開始噴水，延時3s后，第二層的噴頭開始噴水，延時3s后，第三層的噴頭開始噴水，延時3s后，第四層的噴頭開始噴水，延時3s后，第一層和第二層的噴頭開始噴水，延時5s后，第三層和第四層的噴頭開始噴水，延時5s后，第一層、第

6、二層、第三層、第四層的噴頭都開始噴水,延時4s后,第一層的噴頭停噴,延時5s后,第二層的噴頭停噴,延時5s后,第三層的噴頭停噴,延時5s后,由此進行一個小循環系統:第一層和第三層的噴頭開始噴水,延時8s后,第一層和第三層的噴頭開始噴水,如此循環3次。再重新開始重復上述動作,直至撥下停止按鈕,結束完一個程序,所有的噴頭都停止工作。 按下啟動按鈕 四層依次開始噴水旁邊噴泉開始噴水一、二層開始噴水三、四層開始噴水四層都開始噴水 四層依次停噴一層、三層噴水二層、四層噴水是否循環3次 否是 停止按鈕圖23噴泉控制系統流程圖3噴泉控制系統的軟件設計3.1噴泉控制系統的運行方式噴水花樣具體的設計步驟: 1)

7、 按下啟動按鈕(x2閉合):旁邊的兩個小噴泉開始噴水，如圖31所示。 左噴泉噴水 右噴泉噴水 圖3-1控制噴水流程圖 2) 第一層的噴頭開始噴水,依次實現第一層，第二層，第三層，第四層的噴水，間隔3s。其如圖32所示。 第四層噴水 第三層噴水 第二層噴水 第一層噴水 3s 3s 3s 3s 圖3-2控制噴水流程圖 3） 第一、二層的噴頭開始噴水，間隔5s后，第三、四層開始噴水，如圖33所示。第三、四層噴水水噴水噴水第一、二層噴水水噴水噴水5s5s 圖3-3控制噴水流程圖 4） 四層都噴水，持續4s，如圖34所示。四層都噴水 4s 圖3-4控制噴水流程圖 5） 四層逐次停噴，間隔5s，如圖35所

8、示。 第四層停噴 第三層停噴 第二層停噴 第一層停噴 5s 5s 5s 5s 圖3-5控制停水流程圖 6） 第一、三層噴水，間隔8s，第二、四層開始噴水，循環3次，如圖36所示。 第二、四層噴水水噴水噴水第一、三層噴水水噴水噴水 8s8s 3次 圖3-6控制噴水流程圖7） 當PLC的計數器達到3次后，系統自動返回，重新開始循環工作，直至撥下停止按鈕，完成一次循環，系統自動關閉。3.2噴泉控制系統的狀態轉換圖 3-7噴泉控制系統的狀態轉換圖 計運用的是步進指令，其噴泉控制系統的狀態轉換圖，見圖3-5。因為根據人工噴泉需要實現的功能，和運用梯形圖相比較，步進指令更合適。由上面的狀態轉換圖可知：狀態

9、與狀態之間的轉換分隔，相鄰的狀態具有不同的動作。當相鄰兩狀態之間的轉換條件得到滿足時，就實現轉換。 由圖37：先按下啟動按鈕，旁邊的兩個小噴頭就開始噴水,同時第一層的噴頭也開始噴水，延時3s后，第二層的噴頭開始噴水，延時3s后，第三層的噴頭開始噴水，延時3s后，第四層的噴頭開始噴水，延時3s后，第一層和第二層的噴頭開始噴水，延時5s后，第三層和第四層的噴頭開始噴水，延時5s后，第一層、第二層、第三層、第四層的噴頭都開始噴水,延時4s后,第一層的噴頭停噴,延時5s后,第二層的噴頭停噴,延時5s后,第三層的噴頭停噴,延時5s后,由此進行一個小循環系統:第一層和第三層的噴頭開始噴水,延時8s后,第一

10、層和第三層的噴頭開始噴水,如此循環3次。再重新開始重復上述動作,直至撥下停止按鈕,結束完一個程序,所有的噴頭都停止工作。 3.4噴泉控制系統的I/O分配表噴泉控制系統的I/O分配表，見表1表1輸入 輸出啟動按鈕X1第一層噴水Y000停止按鈕X2第二層噴水Y001第三層噴水Y002 第四層噴施Y003旁邊噴泉噴水Y0043.5噴泉控制系統的設計程序專心-專注-專業0LDM80021SET S03STLS04LDX0015SETY0046SETS218STLS219OUTTOK3012LDIT013SETY00014LDT015SETS2217STLS2218RSTY00019OUTT1 K302

11、2LDIT123SETY00124LD T125SETS2327STLS2328RSTY00129OUTT232LDIT233SETY00234LDT2 35SETS24 37STLS2438RSTY00239OUTT3 K3042LDIT343SETY00344LDT3 45SETS2547STLS2548RSTY00349OUT T4 K5052LDIT453SETY00054SETY00155LDT456SETS2658STLS2659RSTY00060RSTY00161OUTT5 K5064LDIT565SETY00266SETY00367LDT568SETS2770STLS2771R

12、STY00272RSTY00373OUTT6 K4076LDIT677SETY00078SETY00179SETY00280SETY00381LDT682SETS2884STLS2885RSTY00086SETY00287SETY00388OUTT7 K5091LDT792SETS2994STLS2995RSTY00196OUTT8 K5099LDT8100 SETS30102 STLS30103 RSTY002104 OUTT9 K50107 LDT9108 SETS31110 STLS31111 RSTY003112 OUTT10 K50115 LDT10116 SETS32118 STL

13、S32119 OUTT11 K80122 OUTY000123 OUTY002124 LDT11125 SETS33127 STLS33128 OUTT12 K80131 OUTY001132 OUTY003133 OUTC0 K3136 LDT12137 ANDC0138 SETS34140 LDT12141 ANIC0142 OUTS32144 RET145 STLS34146 RSTY004147 OUTS0149 RET150 END4噴泉控制系統的硬件設計4.1噴泉控制系統的主電路L1L2L3FU0FU1FU2KM0KM1KM2FR0FR1FR2M01M1M2FR3FR4M3M4FU

14、3FU4KM3KM4圖4-1主電路 主電路采用交流接觸器來控制各層的潛水泵,見圖4-1外層噴水由一臺7.5kW潛水泵拖動;第一層至第三層用5.5kw的潛水泵,旁邊的小噴泉用3kw的潛水泵。潛水泵的技術參數見表2。主電路的控制是采用PLC去控制交流接觸器的線圈；用交流接觸器線圈的得電與失電去控制交流接觸器主觸頭的閉合和斷開；從而去控制電動機的運轉與停止；用電動機來帶動水泵噴水。4.2噴泉控制系統的控制電路 圖4-2 PLC接口的輸入、輸出控制電路的接線方法如圖4-2所示。輸入部分：系統的啟動按鈕接在PLC的X1上。輸出部分：Y0Y5，分別接交流接觸器的線圈，用線圈的得電與失電，去控制交流接觸器觸

15、頭的動作；再用交流接觸器觸頭的閉合和斷開，去控制各個噴水泵的工作。由于學校里的實驗設備和實驗器材有限，所以本次的畢業設計借用學校里的 交流接觸器得電失電出現的吸合現象當成噴泉的噴水和停止。 5 噴泉控制系統的調試5.1 噴泉控制系統的軟件調試 在整個系統的軟件調試過程中,出現了一些問題。一開始設計是四層的接觸器依次吸合，可是在運行時，所有的接觸器都得電，不會失電，覺得好奇怪，認為用了常閉的T計時，等時間一到的時候，應該失電。仔細翻閱書本后，才得知，原來在一開始的時候用了SET（置位），就必須用RST（復位）才能使原來的接觸器失電。還有，為了簡化程序，在有些地方能避免出現使用進棧，出棧的就盡量避

16、開。還有就是在循環過程控制中也出現了一個問題。第一遍執行程序時，通過計數器C0能夠循環三次；當第二遍執行程序時，只循環一次就轉換到下一個狀態去了。經過我仔細地觀察，發現在第二遍執行程序時，計數器C0中的數據還是3，并沒有復位。原來我忘了對計數器C0進行復位，才造成上面這一種情況的。對計數器C0添上復位語句之后，軟件就能按照預先編制好的程序順。5.2 噴泉控制系統的硬件調試1：在接接觸器線時。一定要把接觸器的線頭接緊，不能松動，否則接觸器不良，接觸器不能正常的工作。2：在選擇接觸器時一定要確定接觸器的好壞不然在通電時不能及時找到錯誤的原因。5.3 噴泉控制系統的軟件、硬件聯合調試 把程序輸入PL

17、C后,再把做好的硬件模塊接到PLC上。按下啟動按鈕，發現程序執行了一段之后，不能執行了，我對軟件檢查了之后，才知道：由于自己的粗心，把程序輸錯了。修改之后，我再次按下啟動按鈕，看見在硬件電路中有幾個接觸器一直沒得電，我去檢查了之后，才發現：是由于焊接的不牢固或在以前的焊接過程中發生了虛焊，焊點松動了。我就再次用電烙鐵把它們焊接牢固。等到焊完之后，我又對整塊硬件電路板仔細檢查了一遍，看看還有沒有焊的不牢靠的點。等到檢查完之后，我又重新接上電源，按下啟動按鈕，發現硬件電路能夠按照程序的變化而正常工作了。 總結 隨著我國人民的生活水平的不斷提高，城市建設越來越被人們所關注。景觀設計師逐漸從風景園林設

18、計、城市規劃設計、建筑設計等行當中獨立出來，成為一種新的職業。比起大刀闊斧的城市規劃，景觀設計師的功力在于城市環境的精雕細啄。人工噴泉是城市景觀中最典型的代表作品之一。本人此次做的人工噴泉，是經過對多個旅游地人工噴泉的仔細觀察，總結而設計出來的。能給人的視覺系統帶來一種更加美的享受。此次，本人設計的這個人工噴泉系統是運用PLC為核心來自動控制的。PLC發展至今，其用戶PLC程序開發系統已經成為PLC系統中不可缺少的組成部分。本論文的以上幾章介紹了PLC程序開發系統的具體研制過程及相關的系統建模技術和實現技術。整個開發過程遵循IEC61131-3國際標準，采用面向對象方法，著重系統模型建立以及編

19、輯模塊、編譯模塊的設計和實現。就論文所做的研究工作，總結如下:(1)研究了PLC程序開發系統的基本流程及相關技術，討論了PLC程序開發系統應滿足的基本功能及軟件的設計原則。(2)完成了PLC程序開發系統的整體框架設計，規劃了本系統的組成模塊框架設計，規劃了本系統的組成模塊,以及各模塊之間的關系。 (3)完成了PLC程序編譯模塊的設計，在實現過程中采用了合理的編程方法和技術手段，大大提高了目標代碼的執行速度并節約了很多內存空間。通過這幾個月來的畢業設計，使我對可編程控制器的工作原理有了更加深入的了解，以及它的編程方法和其在自動控制方面的應用。尤其是在控制電路的接線方面。在外部電路的設計中對電路板的制作更加熟練，對元氣件的識別更加容易，焊接工藝水平到了一個新的高度。在做畢業設計的同時，我還查閱了許多關于人工噴泉和PLC方面的書籍。不僅學到了許多以前在課本上沒見過的知識，而且還增加了自己的藝術情操。這三個月的畢業設計，對于本人來說，既是一次機遇，也是一次挑戰。通過這次的畢業設計，本人學到了很多很多東西，通過自己的實踐，也增強了動手能力。通過實際工程的設計讓本人了解到書本知識和實際應用的差別。在實際應用中遇到的很多問題，都需要本人對它們進行具體的分析，并一步一步地去解決。 參考文獻【1】 王兆義編，可編程控制器使用技術 機械工業出