花式喷泉系统的控制
花式喷泉plc控制课程设计

花式喷泉plc控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理及其在喷泉控制中的应用。
2. 学生能够理解并描述花式喷泉的运行机制,包括水泵、电磁阀和传感器的工作原理。
3. 学生能够学会使用PLC编程软件,编写控制花式喷泉运行的程序。
技能目标:1. 培养学生运用PLC进行逻辑设计和程序编写的能力,实现花式喷泉的自动控制。
2. 提高学生实际操作PLC设备,进行喷泉控制系统的调试与优化的技能。
3. 培养学生团队协作和问题解决能力,通过分组实践,共同完成花式喷泉PLC 控制系统的设计。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对自动化技术应用的兴趣,激发创新意识和探索精神。
2. 增强学生的环保意识,了解PLC技术在节能减排方面的应用。
3. 培养学生严谨的科学态度,注重实践操作的准确性和安全性。
课程性质分析:本课程为实践性较强的课程,旨在通过PLC控制花式喷泉的设计与实现,让学生将理论知识与实际应用相结合。
学生特点分析:学生处于年级阶段,具备一定的物理知识和逻辑思维能力,对新鲜事物充满好奇,但实际操作经验不足。
教学要求:1. 结合课本知识,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。
2. 以学生为主体,鼓励学生积极参与,培养学生的自主学习能力和团队协作精神。
3. 注重过程评价,关注学生在实践过程中的表现,及时给予反馈和指导。
二、教学内容1.PLC基础知识:介绍PLC的基本结构、工作原理和功能特点,涉及课本第3章相关内容。
- PLC的硬件组成- PLC的工作原理- PLC的编程语言与编程方法2.花式喷泉运行原理:讲解喷泉的基本构成、运行机制,结合课本第2章内容。
- 喷泉的基本构成与运行原理- 水泵、电磁阀和传感器在喷泉中的应用3.PLC编程与控制:学习PLC编程软件的使用,设计喷泉控制程序,参考课本第4章和第5章内容。
- PLC编程软件的安装与使用- PLC程序设计方法- 花式喷泉PLC控制程序编写与调试4.实践操作:分组进行花式喷泉PLC控制系统的设计与搭建,结合第6章实践内容。
花式喷泉的自动控制设计

花式喷泉的自动控制设计1. 引言1.1 研究背景传统的花式喷泉表演往往受限于人工控制,无法满足现代人们对于高品质、高效率的喷泉表演的需求。
如何通过自动化技术实现花式喷泉的自动控制设计,提高其表演质量和效果,成为当前研究的热点和重要课题。
在这种背景下,对花式喷泉的自动控制设计进行深入研究和探讨,不仅可以提升城市景观水景的艺术表现力和观赏性,还可以为城市环境提供更加美好、舒适的水上景观空间,为城市居民和游客带来更加丰富的视觉和感官体验。
进行花式喷泉的自动控制设计研究具有重要的理论意义和实践价值。
1.2 研究意义花式喷泉是一种结合了艺术与科技的水景装置,其独特的设计和变幻多样的喷水效果广受欢迎。
随着人们对美好生活品质的不断追求,花式喷泉的应用范围越来越广泛,从公共场所、城市广场到私人花园、别墅庭院都可以看到其身影。
自动控制设计是花式喷泉的重要组成部分,通过智能化的控制系统可以实现喷泉水柱的高度、形态、颜色等多个参数的精确调节和变化。
这不仅可以提升喷泉的艺术表现力,还可以提高节能效果,延长喷泉设备的使用寿命,减少维护成本。
研究花式喷泉的自动控制设计意义重大,不仅可以拓展喷泉应用的领域,还可以推动智能化技术在景观设计领域的应用,为城市景观提升和环境保护作出积极贡献。
深入研究花式喷泉的自动控制设计具有重要的现实意义和发展前景。
2. 正文2.1 花式喷泉的基本原理花式喷泉是一种具有艺术和观赏价值的水景装饰,通过喷泉的不同形式和节奏的变化,可以营造出不同的视觉和听觉效果,增加了广场、公园等公共场所的美观性和趣味性。
花式喷泉的基本原理主要包括水泵系统、喷水装置和喷水控制系统。
水泵系统负责将水从水源输送到喷水装置,喷水装置则通过多个水管和喷头将水喷出来,形成不同的水柱、水幕和水雾等效果。
而喷水控制系统则是整个喷泉系统的核心,它可以根据预先设定的程序或信号来控制喷水的形式、高度、节奏等参数,实现自动化的操作。
花式喷泉的基本原理还涉及到水的循环利用和节水技术,通过合理设计和优化参数,可以最大限度地降低水的消耗,节约资源。
基于S7-200PLC系列的花式喷泉的控制

基于S7-200PLC系列的花式喷泉的控制本文将介绍如何使用S7-200PLC系列控制花式喷泉,通过编写PLC程序控制水泵和灯光等设备,实现不同的水型和灯光组合,创造出令人惊叹的视觉效果。
背景花式喷泉是一种利用水来制造美丽的视觉效果的设备。
它通常由水泵、喷水管和灯光等组成。
水泵负责将水从水箱中抽出,通过喷水管喷出,而灯光则通过颜色和灯光亮度的变化来调整喷泉的视觉效果。
PLC是一种常用的工业自动化控制系统,通过编写PLC程序实现对不同设备的控制。
今天我们将使用S7-200PLC系列来控制花式喷泉的水泵和灯光,来创造各种不同的视觉效果。
设备为了实现基于S7-200PLC系列的花式喷泉的控制,我们需要以下设备:•S7-200PLC控制器•24V电源•水泵•喷水管•灯光•水箱PLC控制程序为了控制花式喷泉的水泵和灯光,我们需要编写PLC控制程序,以下是一个简单的控制程序:// 定义输入输出口I 0.0:灯光开关I 0.1:水泵开关Q 0.0:黄色灯光Q 0.1:红色灯光Q 0.2:蓝色灯光Q 0.3:绿色灯光Q 0.4:水泵// 控制程序LD I0.0OUT Q0.0OUT Q0.1OUT Q0.2OUT Q0.3END以上控制程序简单明了,I 0.0表示灯光开关,当输入I 0.0为1时表示打开灯光,当输入I 0.0为0时表示关闭灯光;I 0.1表示水泵开关,当输入I 0.1为1时表示打开水泵,当输入I 0.1为0时表示关闭水泵。
Q 0.0、Q 0.1、Q 0.2、Q 0.3分别表示黄色灯光、红色灯光、蓝色灯光和绿色灯光,当输出Q 0.0为1时表示打开黄色灯光,当输出Q 0.1为1时表示打开红色灯光,以此类推。
Q 0.4表示水泵,当输出Q 0.4为1时表示打开水泵,当输出Q 0.4为0时表示关闭水泵。
实践在控制程序编写完成后,我们可以通过上位机软件将程序下载到S7-200PLC控制器中。
接下来我们需要将水泵和灯光等设备连接到PLC控制器上,配置好输入和输出口。
花式喷泉的自动控制设计

花式喷泉的自动控制设计二、花式喷泉自动控制系统的设计1. 花式喷泉自动控制系统的功能要求花式喷泉自动控制系统主要需要实现以下功能:(1)实现多种水形态的变换,包括喷泉、跳动、旋转等;(2)根据音乐节奏进行水形态的变化,实现音乐与水形态的协调表现;(3)实现远程控制和监控,可以通过手机App或者网页实现对花式喷泉的控制和监控;(4)实现节能节水,具有智能化的节能节水控制功能。
2. 花式喷泉自动控制系统的硬件设计(1)传感器模块:设计传感器模块来感知水形态变化的参数,例如水的流速、水的高度、水的温度等。
传感器模块可以通过传感器网络实现多点数据采集。
(2)执行器模块:设计执行器模块来控制水泵、灯光、音响等设备,实现多种水形态的变化和音乐效果的表现。
(3)控制器模块:设计控制器模块来对传感器模块和执行器模块进行控制和协调,实现花式喷泉自动控制系统的整体控制。
3. 花式喷泉自动控制系统的软件设计(1)控制算法:设计控制算法来实现多种水形态的变化和音乐效果的表现。
控制算法可以根据预先设定的水形态和音乐模式来实现对水泵、灯光、音响等设备的控制。
(2)远程控制界面:设计远程控制界面来实现对花式喷泉的远程控制和监控。
远程控制界面可以实现对花式喷泉控制参数的调整和对花式喷泉运行状态的监控。
(3)节能节水算法:设计节能节水算法来实现智能化的节能节水控制功能。
节能节水算法可以根据实时的气象数据和用水数据来实现对水泵的控制和对喷泉水量的调整。
三、花式喷泉自动控制系统的关键技术1. 多种水形态的变化技术:通过对水泵、灯光、喷头等设备的控制,实现多种水形态的变化,例如喷泉、跳动、旋转等。
2. 音乐节奏的水形态变化技术:通过分析音乐的节奏和音乐的节拍,实现音乐与水形态的协调表现,例如音乐快速时水的喷射也会加快。
3. 传感器网络技术:通过传感器网络实现多点数据采集,可以更加全面地感知花式喷泉的运行状态,例如水的流速、水的高度、水的温度等。
花式喷泉的自动控制设计

花式喷泉的自动控制设计引言一、花式喷泉的自动控制系统原理1.1 控制系统结构花式喷泉的自动控制系统主要由感应器、控制器和执行机构三部分组成。
感应器用来检测环境参数,比如风速、湿度等,控制器根据感应器检测到的参数进行数据处理并输出控制信号,执行机构则根据控制信号来完成相应的动作,比如调节喷头的水流和高度等。
1.2 控制策略花式喷泉的自动控制系统采用了反馈控制策略。
通过感应器检测环境参数并实时反馈给控制器,控制器根据反馈信号调节执行机构的动作,从而使喷泉的效果更加稳定和美观。
在控制系统中,控制算法是实现自动控制的核心。
常用的控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法和神经网络控制算法等。
PID控制算法是最常用的控制算法之一,其通过对误差信号的积分、微分和比例进行加权处理来调节控制信号,从而实现对执行机构的精准控制。
2.1 感应器的选择花式喷泉的自动控制系统需要感应器来检测环境参数,因此感应器的选择至关重要。
常见的感应器包括温度传感器、湿度传感器、风速传感器等。
在选择感应器时,需要考虑其精度、响应速度和适应性等因素,以确保系统能够准确、灵敏地检测环境参数。
2.2 控制器的设计控制器是花式喷泉自动控制系统的核心部分,它需要对感应器检测到的参数进行数据处理,并输出控制信号。
在设计控制器时,需要考虑其计算能力、稳定性和可靠性等因素,以确保系统能够稳定、可靠地运行。
控制器还需要考虑与执行机构的通信接口、数据传输方式等问题,以确保控制器能够与执行机构进行有效的信息交互。
2.3 执行机构的选择执行机构是花式喷泉自动控制系统的关键组成部分,它需要根据控制信号实现相应的动作。
在选择执行机构时,需要考虑其动作精度、响应速度、稳定性和可靠性等因素,以确保系统能够按照预定的控制策略实现喷泉的效果。
2.4 控制系统的集成在设计花式喷泉的自动控制系统时,需要将感应器、控制器和执行机构进行有效的集成。
这需要考虑控制系统的整体设计,包括硬件设计和软件设计等方面,以确保各部分之间能够有效地协同工作,实现对花式喷泉的精准控制。
花式喷泉的自动控制设计

花式喷泉的自动控制设计一、花式喷泉的自动控制系统组成1. 控制器:控制器是自动控制系统的核心部件,主要用于接收来自传感器的信息并进行处理,然后向执行器发送控制指令。
控制器通常采用PLC(可编程逻辑控制器)或者单片机等硬件装置,并且配备相应的控制软件,用于编制控制程序。
2. 传感器:传感器用于感知环境的参数变化,如水流量、水压、水位、温度、湿度等,进而将这些参数转化为电信号输入到控制器中,通常采用压力传感器、流量传感器、水位传感器、温度传感器等。
3. 执行器:执行器是根据控制器发送的指令来实现对花式喷泉各个功能的控制,如水泵、喷嘴、灯光、音响等,通过执行器的动作来调控水流、灯光、音响等。
4. 人机交互界面:人机交互界面是人与自动控制系统之间的一个接口,主要用于操作者与系统进行交互和信息交换。
在花式喷泉的自动控制系统中,人机交互界面通常采用触摸屏或者计算机等设备,方便操作者进行参数设置、故障诊断等。
5. 供电系统:供电系统为自动控制系统提供必要的电力支持,保障系统的正常运行。
在花式喷泉的自动控制设计中,供电系统需满足安全、稳定、可靠的要求,尤其需要重视防水、防潮等特殊环境。
自动控制系统的工作原理是通过控制器对传感器的信号进行分析处理,然后向执行器发送控制指令,从而实现对花式喷泉水流、灯光、音响等多种元素的自动控制。
通过传感器感知环境参数变化的信号输入到控制器中,控制器对这些信号进行处理,并根据预设的控制程序进行逻辑判断,最终产生相应的控制指令。
然后,控制器将控制指令发送给执行器,执行器根据指令对花式喷泉的水泵、喷嘴、灯光、音响等进行控制。
当控制器根据传感器的信号判断水位过低时,将向执行器发送指令,打开水泵提升水位。
控制器还可以通过人机交互界面与操作者进行交互,操作者可以通过人机交互界面对系统进行参数设置、故障排查等操作,实现对自动控制系统的监测与管理。
1. 时间控制:时间控制是指通过预设的时间表来对花式喷泉的启动、停止、运行模式等进行控制。
花式喷泉的自动控制设计

花式喷泉的自动控制设计花式喷泉是一种美丽的景观艺术,它通过喷射水柱、变换水形、喷涌水雾等形式,展现出美妙的水景效果。
随着科技的发展,现代的花式喷泉已经拥有了智能化的自动控制系统,可以实现水柱高度、喷水节奏、灯光效果等多种参数的自动控制。
本文将针对花式喷泉的自动控制设计进行详细的讨论。
一、花式喷泉自动控制系统的基本构成花式喷泉的自动控制系统通常包括以下几个部分:1. 控制器:花式喷泉的控制器是整个系统的核心,它负责接收外部指令,并控制水泵、喷嘴、灯光等设备的工作状态。
控制器常见的类型有PLC(可编程逻辑控制器)、单片机控制器等。
2. 传感器:传感器用于采集环境中的数据,如水位传感器用于检测水池的水位,风速传感器用于检测风力大小等。
3. 执行元件:执行元件是控制器输出信号的执行设备,如水泵、电磁阀、风机等。
4. 人机界面:人机界面是操作员与控制系统之间的连接通道,通常采用触摸屏、按键、远程监控等形式。
二、水位控制花式喷泉所需要的水位控制是相当严格的,只有水位控制得当,才能保证花式喷泉的各种水景效果正常呈现。
在自动控制系统中,通常采用水位传感器来检测水池的水位,当水位低于一定值时,控制器会启动水泵,向水池中注水,直到水位恢复正常。
为了防止水位过高导致溢出,通常还会设计一个溢流装置,当水位超出设定值时,控制器会关闭水泵,并打开溢流装置,将多余的水流出水池。
三、喷水节奏控制花式喷泉的喷水节奏是其美观效果的关键之一,不同的节奏可以呈现出不同的水景效果。
在自动控制系统中,可以通过控制水泵和喷嘴的启闭来实现喷水节奏的控制。
一种常见的方式是采用可编程逻辑控制器(PLC)来控制水泵和喷嘴的启闭,通过设定不同的启闭时间和次序,可以实现各种不同的喷水节奏。
还可以通过电磁阀来控制不同的喷嘴组合,以实现更为复杂的喷水效果。
四、灯光效果控制花式喷泉的灯光效果也是其重要的艺术表现形式,通过灯光的变换和搭配,可以使喷泉在夜晚呈现出更加丰富多彩的景观效果。
花式喷泉的plc控制课程设计

花式喷泉的plc控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理及其在喷泉控制中的应用。
2. 学生掌握花式喷泉的基本构成和运行机制,能够解释PLC控制喷泉的流程和逻辑。
3. 学生能够运用PLC编程软件进行基本的逻辑编程,实现对花式喷泉水流动作的控制。
技能目标:1. 学生能够通过小组合作,设计并实施一个简易的花式喷泉PLC控制方案。
2. 学生能够运用信息处理和问题解决技能,调试并优化PLC控制程序,解决喷泉控制中的问题。
3. 学生能够熟练使用PLC编程软件,进行程序的编写、下载和故障排查。
情感态度价值观目标:1. 学生通过实践活动,培养创新意识和工程设计能力,增强对工程技术学科的兴趣。
2. 学生在团队协作中学会沟通与交流,培养合作精神,提升团队解决问题的能力。
3. 学生通过学习PLC控制技术,增强对自动化技术的认识,激发对未来技术发展的探索欲望。
4. 学生能够意识到技术对环境和社会的潜在影响,形成负责任的技术使用态度。
二、教学内容1. PLC基础知识:介绍PLC的组成结构、工作原理、功能特点,重点讲解PLC 在工业控制中的应用。
相关教材章节:第一章“PLC概述”2. 花式喷泉原理:讲解喷泉的基本构成、水流动作原理和控制系统设计,分析PLC在喷泉控制中的关键作用。
相关教材章节:第三章“喷泉控制系统”3. PLC编程软件操作:教授PLC编程软件的使用方法,包括程序编写、下载、调试等基本操作。
相关教材章节:第二章“PLC编程软件及应用”4. PLC控制逻辑设计:引导学生学习逻辑控制设计方法,结合花式喷泉实例进行编程实践。
相关教材章节:第四章“PLC控制逻辑设计”5. 花式喷泉PLC控制方案设计:分组进行项目实践,设计并实施简易的花式喷泉PLC控制方案。
相关教材章节:第五章“PLC控制系统设计实例”6. 程序调试与优化:教授学生如何调试程序,解决控制过程中出现的问题,并进行优化。
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花式喷泉系统的控制
任务一 用基本逻辑指令实现花式喷泉系统的 控制 任务二 用步进指令实现花式喷泉系统的控制 任务三 用功能指令实现花式喷泉系统的控制 拓展训练 用功能指令实现三相交流异步电动 机Y-△启动控制
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任务一
用基本逻辑指令实现花式喷泉 系统的控制
• 活动1:认识位元件
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任务一
用基本逻辑指令实现花式喷泉 系统的控制
• 3系统调试 • ① 在教师现场监护下进行通电调试,验证系统控制功能是否符合要 求。 • ② 如果出现故障,学生应独立检修,根据出现的故障现象检修相关 线路或修改梯形图。 • ③ 系统检修完毕后应重新通电调试,直至系统正常工作。
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任务一
用基本逻辑指令实现花式喷泉 系统的控制
• ③ 通电观察PLC的指示灯。经过自检,确认正确和无安全隐患后, 通电观察PLC的LED指示灯并做好记录,见表5-1-4。 • (3)连接PLC输入回路部分如图5-1-5所示。 • ① 导线从X000端子→入端子排→从端子排出→接SB1常开按 钮的一端。 • ② 导线从X001端子→入端子排→从端子排出→接SB2常开按 钮的一端。 • ③ 将SB1、SB2两常开按钮的另一端互联→入端子排→从端子 排出→接PLC的COM端口。
• 花式喷泉控制系统的输入/输出分配表见表5-1-1,仅作参考。
• 活动3:画PLC系统电路原理图
• 用三菱FX2N-48MR型可编程序控制器实现花式喷泉控制系统 的电路原理图如图5-1-2所示。
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任务一
用基本逻辑指令实现花式喷泉 系统的控制
• 活动4:PLC接线板的安装
• • • • 1元器件的准备 准备本活动需要的元件器材,见表5-1-2。 2元器件的布置 根据表5-1-2检测元器件的好坏,将符合要求的元器件按图5- 1-3安装在网孔板上并固定。 • 3PLC系统的连线与自检 • 根据图5-1-2以及图5-1-3 ,按配线原则与工艺要求进行 PLC控制系统的安装接线。特别注意布线时需紧贴线槽,保持整齐 与美观。具体操作方式可按如下步骤:
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任务一
用基本逻辑指令实现花式喷泉 系统的控制
• 由于X、Y、M、S主要用于开关量信息的传递、变换及逻辑处理, 因此把它们称为“位元件”。 • 知识小贴士: • X、Y、M、S这些位元件可类比于传统继电器控制系统中的开关元 件,而它的实质是PLC存储单元里的“位”。
• 活动2:输入与输出的分配
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任务一
用基本逻辑指令实现花式喷泉 系统的控制
• 活动5:编写PLC控制程序
• ① 采用基本逻辑指令编写该程序,如图5-1-7所示。 • ② 程序分析:程序中X000为启动按钮,X000得电后→M0 得电自锁,其常开触点闭合→定时器T0~T7分别进行延时,通过 定时器触点的配合,分别驱动Y000~Y010的通断→定时器T 7延时时间到后,其常闭触点断开,定时器T0~T7自动复位,达 到程序循环运行的目的→按下X001停止按钮后,M0失电,其常 开触点恢复断开,系统停止运行。
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任务一
用基本逻辑指令实现花式喷泉 系统的控制
• 活动6:用GXDeveloper编程软件 编写、下载、调试程序
• 1程序输入 • 打开GXDeveloper编程软件,新建“花式喷泉” 文件, 输入花式喷泉PLC程序,如图5-1-8所示。 • 2程序下载 • 点击“在线”图标,再点击“写入”,将PLC程序下载至PLC, 如图5-1-9所示。注意:此时可让三菱FX2NPLC的运行按 钮切换至“STOP”上。
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• (1)连接PLC电源部分 • 如图5-1-4所示,L1、L2两根相线→进端子排→从端子排出 →空气开关QF→连接FU1→变压器TC→1号线通过FU2连接 PLC的“L” 端子,而0号线直接连接PLC的“N”端子。此 时PLC电源部分的接线完成。 • (2)PLC电源部分自检 • ① 检查布线。对照图5-1-4检查是否掉线、错线,是否漏编、 错编,接线是否牢固等。 • ②万用表检测。万用表检测过程见表5-1-3,如测量阻值与正确 阻值不符,应重新检查布线。
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任务一
用基本逻辑指令实现花式喷泉 系统的控制
• (4)PLC输入回路部分的自检 • ① 检查布线。对照图5-1-5检查是否掉线、错线,是否漏编、 错编,接线是否牢固等。 • ② 万用表检测。万用表检测过程见表5-1-5,如测量阻值与正 确阻值不符,应重新检查布线。 • ③ 通电观察PLC的指示灯。经过自检,确认正确和无安全隐患后, 通电观察PLC的LED指示灯并做好记录,见表5-1-6。
• 输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M以及状态继电器S等编 程软元件在可编程控制器内部反映的是“位”的变化,“位”的值要 么是“0”,要么是“1”,有且仅有这两种状态。 • 如图5-1-1所示,程序中当X001闭合时,即X001= “1” 时,辅助继电器M0线圈得电,即M0= “1”,其对应的 常开触点M0闭合,Y000线圈得电,即Y000= “1”;而 常闭触点M0断开,Y001线圈失电, 即Y001= “0”。当 • X001断开时,即X001= “0” 时,辅助继电器M0线圈失 电,即M0= “0”,其对应的常开触点M0恢复断开,Y000 线圈失电,即Y000= “0”;而常闭触点M0恢复闭合,Y0 01线圈得电,即Y001=“1”。
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任务一
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用基本逻辑指令实现花式喷泉 系统的控制
(5)连接PLC输出回路部分如图5-1-6所示。 ① 1号线通过FU3连接COM1。 ② COM1、COM2与COM3互相连接。 ③ Y000~Y010分别连接YV1~YV9。 ④ YV1~YV9另一端互相连接后,再接0号线。 (6)PLC输出回路部分的检测 ① 检查布线。对照图5-1-7检查是否掉线、错线,是否漏编、 错编,接线是否牢固等。 • ② 万用表检测。万用表检测过程见表5-1-7,如测量阻值与正 确阻值不符,应重新检查布线。