PLC花样喷泉控制

电气控制与PLC实训成绩评定表姓名学号专业班级题目：PLC花样喷泉控制答辩记录：1.M8002的作用是什么？答：M8002是初始化脉冲继电器。

它能在RUN状态的第一个周期产生一个脉宽为扫描周期的脉冲，可以用它来对某些有断电保持功能的编程元件进行复位和清零。

2.软件程序中哪一步为停止控制？答：在上述程序中按下X4按钮，区间复位指令使所有的活动步复位断开，从而使正在工作的程序停止运行。

成绩评定及依据：1. 考勤情况（10%）：2. 设计调试情况（30%）：3. 设计答辩（20%）：4. 设计报告（完成情况、报告规范性等情况40%）：最终评定成绩（以分数和优、良、中、及格、不及格评定）：指导教师签字：设计任务书2013～2014 学年第2学期学生姓名：专业班级：指导教师：工作部门：一、设计题目课题1 ：.电动机的综合控制方向课题2 ：竟猜抢答系统的设计方向课题3 ：交通灯控制方向课题4 ：电梯控制方向课题5 ：喷泉或彩灯控制方向二、设计内容（含技术指标）1、用PLC实现四台以上电动机综合控制，要求模拟实际的工况，包括电机的顺序控制、电机的连锁和互锁控制，电机间的逻辑联系应具有一定的复杂程度，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。

2、用PLC实验装置设计竟猜抢答系统，要求不少于5组，有必要的组号显示、记时显示和模拟记分系统，有优先抢答功能，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。

3、用PLC实现各种路口的交通信号灯控制，要求与实际交通灯工作情况基本相符，具有必要显示和通过外部设备进行设定功能，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。

4、用PLC实现电梯控制，要求与实际基本相符，电梯层数不少于4层，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。

5、用PLC实现喷泉控制，要求花样不少于6种，能自动循环、单循环、和手动控制，画出主电路和接线图，接好线，编程并进行调试。

6、同组同学要求不能完全重复，必须有自己的亮点，对思路新颖的、和用到更多功能指令的有加分。

7、所有小组均应在开题的过程中，由指导老师对与题目相关的具体的设计控制要求进行审核。

三、设计进度安排序号内容学时安排（天）1 选题、讲解设计要求、查资料； 12 方案论证、说题及硬件选型和设计 23 软件设计 24 程序及系统调试 35 绘制图纸、撰写和打印设计报告 16 设计答辩 1合计10设计指导答辩地点：K3——PLC实验室四、基本要求设计报告：不少于5000字，Ａ４幅面，统一复印封面。

①封面、设计任务书②目录1）方案选择，方案论证（综述、任务详解及设计思路，PLC选型等）2）系统硬件设计（系统功能及原理、系统组成框图、器件选择、电路原理图、I/O 分配及接线）3）系统软件设计（各软件模块的功能，梯形图及说明）4）系统调试（调试步骤、方法及调试过程中的问题及如何解决等）5）结果分析及展望（最后的结果成功点和不足之处、总结及改进等）③附录---参考文献五、设计考核办法与成绩评定根据过程、报告、答辩等确定设计成绩，成绩按得分0～100分，可分为优、良、中、及格、不及格五等。

评定项目基本内涵分值设计考勤考勤、自行设计、按进度完成任务等情况10设计调试软硬件调试过程及完成情况30设计答辩回答问题等情况20设计报告完成情况、报告规范性、创新性、雷同率等情况4090～100分：优；80～89分：良；70～79分：中；60～69分，及格；60分以下：不及格六、参考资料[1]李仁主编，电气控制，北京：机械工业出版社，2000[2]陈立定等主编，电气控制与可编程控制器，广州：华南理工大学出版社，2001[3]王仁祥主编，常用低压电器原理及其控制技术，北京：机械工业出版社，2002[4]郑萍主编，现代电气控制技术，重庆：重庆大学出版社，2001[5] 佟为明等编，低压电器继电器及其控制系统，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2000[6] 王海，李洪奎，刘晓。

基于PLC的多轴控制研究[J]。

机械工程学报,2008, 6(4): 470-472.[7] 杨东, 黄永红, 张新华, 吉敬华. 用PLC基本指令实现自动运动定位控制的研究[J]. 微计算机信息, 2010, 26(2-1): 62-64。

[8] 秦琴，王忠庆.。

利用PLC的高速计数功能实现轴的精确定位控制.。

电气技术。

2009(3)。

[9] 陈婵娟, 薛恺. 基于PLC的步进电动机单双轴运动控制的实现. 机械设计与制造. 2009(3)。

[10] 杨涛, 王启江等。

基于PLC绕线机控制系统设计[J]。

组合机床与自动化加工技术， 2005(8)：58-59。

教研室主任：2014年2月20 日目录第一章方案设计 (2)1.1.综述 (2)1.2 PLC的选型 (2)1.3任务详解 (2)1.4花样喷泉设计思路 (2)第二章系统硬件设计 (3)2.1系统功能级原理 (3)2.2系统组成框图 (4)2.3 I/O分配表 (4)2.4 PLC外部接线图 (5)第三章系统软件设计 (6)3.1编程方法 (6)3.2程序流程 (6)3.3梯形图及说明 (7)第四章系统调试 (9)第五章结果分析及展望 (9)附录 (9)PLC 控制程序梯形图 (9)第一章方案设计1.1.综述随着经济的发展需要，以及环境需要对于自动化控制的需求也在不断的增加，可编程控制器是应用时分广泛的微机控制装置，是自动化控制系统中的关键设备。

对于花式喷泉系统操作中可编程控制的使用也是相当的广泛，因为可编程控制器编程方法简单易学，功能强，性能价格比高，硬件配齐全，用户使用放便，使用性强，可靠性高，抗干扰能力强。

系统的设计、安装、调试工作量少，维护工作量少，维护方便，体积小，能耗低。

所以在使用PLC 控制花式喷泉是相当具有优势的，利用自动化达到完美的效果，也可最大限度的优化资源。

1.2 PLC的选型本次花样喷泉控制系统选用的PLC为三菱公司的FX0N系列，型号为FX0N-40MR。

此系列的PLC体积小，重量轻，使用寿命长，编程和维护方便，故障率低，通过扩展模块的连接，可以增加输入/输出的点数。

本次花样喷泉系统共2个输入，16个输出。

FX0N-40MR完全可以满足要求。

1.3任务详解由于本次试验是在学校实验室完成的花样喷泉的模拟仿真，很难达到真实的喷泉效果。

所以我们用彩灯来代替电磁阀，通过演示彩灯的亮灭来演示电磁阀的接通或断开状态，达到花样的变换。

1.4花样喷泉设计思路（1）由于实验室设备有限，不能在最理想的情况下分配输出口和输入口。

所以参照实验室器材的实际条件，我采用了16个输出口和2两个输出口来分别控制彩灯的亮灭和程序的启动、停止。

彩灯的个数为20个，但输出口只有16个。

所以，我将外圈的彩灯分成三三二的组合分别连在了一起，不会影响彩灯的通断，也使花型更加醒目好看。

（2）这次设计一共有了6种花样可供使用。

按下启动的按钮，喷泉就会开始工作。

按下停止按钮，喷泉就会停止工作。

这次设计可实现6种花样依次循环，花样变换较炫目，具有一定观赏性。

但是由于一些原因，无法实现单种花样的选择循环，这是这次实验的不足之处。

希望下次的实验能有更多的改进。

（3）此花式喷泉共有六种喷水花样可供选择：花样一：彩灯L1、L2、L3、L4一起点亮3s，然后熄灭→彩灯L0、L1、L2、L3、L4点亮3s，熄灭→L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11、L12点亮3s，熄灭→L0点亮3s，熄灭。

花样二：彩灯L1、L2、L3、L4点亮3s，熄灭→L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11、L12点亮3s，熄灭→L14、L18、L13、L19、L20、L15、L16、L17点亮3s，熄灭→L0、L1、L2、L3、L4点亮3s。

花样三：L14、L18、L13、L19、L20、L15、L16、L17点亮3s，熄灭→L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11、L12点亮3s，熄灭→L1、L2、L3、L4点亮3s，熄灭→L0点亮3s，熄灭。

花样四：L0、L6、L8、L10、L14、L18点亮3s，熄灭→L6、L8、L10、L12点亮3s，熄灭→L13、L19、L20、L15、L16、L17点亮3s，熄灭→L0、L1、L2、L3、L4点亮3s，熄灭。

花样五：L0、L6、L8、L10、L14、L18、L13、L19、L20、L15、L16、L17点亮3s，熄灭→L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11、L12点亮3s，熄灭→L1、L2、L3、L4点亮3s，熄灭→L0点亮3s，熄灭。

花样六：L13、L19、L20、L15、L16、L17点亮3s，熄灭→L5、L7、L8、L9、L11、L12点亮3s，熄灭→L1、L2、L3、L4点亮3s，熄灭→L0、L14、L18、点亮3s，熄灭。

六种花样依次循环，花样喷泉示意图如下图所示。

第二章系统硬件设计2.1系统功能级原理整个电路由状态流程图编写，因为这样在实现复杂设计是有很多的方便之处。

先设计好花型并设计好花型对应的Y口输出，电路由一个开关来控制启动，一个开关来控制停止，然后自动循环六种花型。

通过彩灯的亮灭来实现电磁阀的通断，达到模拟喷泉的效果。

按钮开关FX0N-40MR喷水泵电源2.2系统组成框图本系统有2个开关输入按钮，分别为X4停止、X5启动。

16个输出，YO-Y17分别控制相应的0号-14号彩灯。

框图如下所示。

系统框图2.3 I/O 分配表输入输出端口 功能 端口 功能 端口 功能 X4 停止 YO L0 Y10 L8 X5 启动Y1 L1 Y11 L9 Y2 L2 Y12 L10 Y3 L3 Y13 L11 Y4 L4 Y14 L12 Y5 L5 Y15 L14、L18 Y6 L6 Y16 L13、L19、L20Y7L7Y17L15、L16、L172.4 PLC外部接线图PLC外部接线图第三章系统软件设计3.1编程方法此次设计采用的是步进顺序功能图（SFC）的方法编写其控制梯形图,从编程的结果可以看出,与应用PLC的基本逻辑指令方法相比更具有简单、直观、逻辑性强,提高编程的效率。

与梯形图相比简单，出现错误时更容易检查。

3.2程序流程花样喷泉运行流程如下图所示步进顺序功能图3.3梯形图及说明1）将初始步置为活动步如下。

调试开始后M8002发出初始化脉冲，始步S0进行初始化，将定时器和输出全部清零。

S20模式选择如上图所示，X4为程序停止按钮，X5为程序启动按钮。

2）花样1当按下启动按钮X5后，彩灯按照花样一的程序彩灯L1、L2、L3、L4一起点亮3s，然后熄灭。

然后彩灯L0、L1、L2、L3、L4点亮3s，熄灭，接着L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11、L12点亮3s，熄灭。

最后L0点亮3s，熄灭。