花式喷泉的PLC控制系统设计
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。
PLC控制的花样喷泉_毕业论文

PLC控制的花样喷泉_毕业论文安徽机电职业技术学院基于PLC控制的花样喷泉目录目录 (1)引言......................................................................................................... 错误!未定义书签。
一.PLC概述 .......................................................................................... 错误!未定义书签。
1.1 PLC的产生............................................................................... 错误!未定义书签。
1.2 PLC的结构............................................................................... 错误!未定义书签。
1.3 PLC的应用领域....................................................................... 错误!未定义书签。
1.3.1开关量的逻辑控制........................................................ 错误!未定义书签。
1.3.2模拟量控制 (6)1.3.3运动控制........................................................................ 错误!未定义书签。
1.3.4过程控制 (7)1.3.5数据处理........................................................................ 错误!未定义书签。
花式喷水池装置PLC控制设计书

花式喷水池装置PLC控制设计书1 绪论1.1 课题的研究目的与意义PLC课程设计的目的与意义在于提高同学们的动手操作能力、巩固课本知识、培养自觉学习能力、提高团队合作意识以及一些基本编程知识的掌握等等。
1.2 课题简介前言摘要花式喷水池是近年来出现的一种园林建筑与花式观赏相结合的一种产物。
随着可编程控制器在我国的迅速发展,对花式喷泉的控制要求也越来越高,使得越来越多的控制部分需要可编程控制器来实现。
本文讲述的是如何利用 PLC 控制喷泉喷水方式,产生各样的样式,本文结合任务设计书的要求,以4花式喷泉为研究对象,采用了西门子 s7--200系列可编程序控制器作为喷泉的控制器。
对花式喷水池的控制系统的总体功能进行了分析,阐述了可编程控制器的组成和工作原理。
并提出了喷水池硬件的各组成模块及详细的硬件模块设计方案。
本设计改善了喷泉系统的控制品质,并真正地达到了实时控制的要求。
2 简介2.1 PLC 的基本概念可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员,是为工业控制应用而设计制造的。
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),它主要用来代替继电器实现逻辑控制。
随着技术的发展,这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的围,因此,今天这种装置称作可编程控制器,简称PLC。
2.2 题目花式喷水池装置 PLC控制2.2.1花式喷水池示意图图 a 中 4为中间喷水管,3 为环状喷水管,2 为中环形状喷水管,1 为外环形状喷水管。
图 b 中的选择开关可有 4 种选择,可分别用 4 个开关模拟实现;单步/连续开关为“1”= 单步,“0”= 连续,其他为单一功能开关。
2.2.2 控制要求:(1)水池控制电源开关接通后,按下启动按钮,喷水装置即开始工作。
按下停止按钮,则停止喷水。
工作方式由“选择开关”和“单步/连续”开关来决定。
(2)“单步/连续”开关在单步位置时,喷水池只运行一个循环;在连续位置时,喷水池反复循环运行。
基于PLC控制的花样喷泉系统设计_毕业设计论文

随着城市化的加速发展,花样喷泉在我们身边已经随处可见,比如在广场、大厦、小区等。花样喷泉是一种人造的小气候,在炎热的夏天可以起到降温和增湿的作用;也能让水体充氧,有利于水体提高增强自净能力,这样可以防止水体黑臭。人们经常看见喷泉按照一定的规律喷水,景色迷人;花样喷泉运行的灵活性是评价花样喷泉优劣的关键,而这与花样喷泉的控制系统密切相关。花样喷泉可以根据自己的设计,设计出各种不同的花样,也可以加上灯光、音乐,给人一种很不错的视觉和听觉的享受。传统的喷泉所采用的控制系统一般是由单片机组成的,通过控制潜水泵,让其进行间歇工作,从而完成各式不同花样的喷水形态,可是这种控制系统也存在着缺点,由于采用额定是可控硅做功率开关元件,所以过电流能力差,长时间的运行是不被允许的,需要配置较多的保护电路;程序的增减、修改和运行监视不灵活;抗干扰能力差;功率因数较低等。为了有效解决上述问题,确保控制系统的正常运行,我们可以采用PLC控制。PLC具有体积小、功能强、可靠性高等优点,且具有较大的灵活性和可扩展性的特点,通过改变喷泉的控制程序或者改变方式选择开关,就可以改变花样喷泉的喷水规律,从而变换出各种各样,可以适应不同季节、不同场合的喷水要求。
进入了二十世纪九十年代,迅速的发展的社会主义市场经济,使得全国城市建设速度加快,人们对于文化生活的质量以及环境审美意识得到了进一步的提升。喷泉的迅速发展响应了市场对于喷泉的强大需要,这时候的喷泉不光出现在公园里面、也不在是园林和市场中心设计的专利,在人们的各个社会活动场所都得到了延生。众多从事专业喷泉设计和生产的公司以及工厂开始出现,如同雨后春笋般的迅速发展。从事喷泉设计的专业技术人员把他们所学到信息技术以及计算机技术应用到喷泉之中,同时电、火、光、雾、声音、音乐、激光特效、水幕电影也被运用到喷泉的设计中来,这使喷泉的发展得到了一个新的发展,得到了更广阔的的运用,喷泉行业也在此期间得到了迅速的发展。水景喷泉专业委员会于2001年由中国给水排水设备分会和中国建筑结构协会共同成立,行业组织为所有的专业生产厂家以及公司和那些城市园林的主管部门和设计院所提供最大的帮助。一些大学和中专的园林专业或者建筑系也开设了水景、喷泉相关的专业课程,这为喷泉行业的之后的蓬勃发展打下了结实的知识储备。喷泉行业的发展也进入到一个新的阶段。
PLC控制的花式喷泉设计论文

毕业设计题目PLC控制的花式喷泉设计专业计算机控制技术班级计控0801学生姓名梁艳华指导教师摘要随着我国城市化进程的加快和人口大量集聚,环境越来越重要,好的环境能使心身愉快,做事效率提高。
其中喷泉可以湿润周围空气,减少尘埃,降低气温。
喷泉的细小水珠同空气分子撞击,能产生大量的负氧离子,有益于改善社区面貌和增进居民身心健康。
花式喷泉采用了可编程控制器PLC和变频器,用软件实现对花式喷泉运行的自动控制,可靠性大大提高。
控制系统结构简单,外部线路简化,可方便的增加或改变控制功能,也可以进行故障自动检测与报警显示,提高运行安全性,并便于检修。
用PLC编程,可以使设计思路清晰,编程简便。
而变频器调速以其优异的调速性能和起制动性能、高效率、高功率因素和节电效果,可以控制喷泉水位的高度,广泛的适用范围及其它许多优点而获国内外公认为最有发展前途的调速方式。
因此,可编程控制器PLC技术加变频器调速技术已成为现代喷泉行业的一个热点。
本设计是利用PLC编程和变频器的调速技术,有三种喷水花样可供选择,能够控制每环喷水管喷水的高度,喷水时有灯光显示,可以根据不同的季节、不同的场合可改变喷水的花样;将各种水型及灯光按照预先设定的排列组合进行控制程序的设计,通过计算机运行程序发出控制信号,使水型及灯光有各种各样的变化。
关键字:可编程控制器PLC;花式喷泉;变频器;水泵。
目录摘要 (1)第一章绪论 (4)1.1课题研究背景 (4)1.2课题设计的内容 (5)1.3课题设计的目的和意义 (5)第二章系统控制方案的确定 (7)2.1花式喷泉的概述 (7)2.2采用 PLC控制花式喷泉的优点 (7)2.3系统设计的基本步骤 (7)2.4系统控制方案 (8)2.5花式喷泉控制系统的原理图 (9)第三章系统硬件设计 (10)3.1可编程控制器(PLC)的选型 (10)3.2变频器的选型 (12)3.3水泵的选型 (12)3.4硬件接线图 (13)第四章系统软件设计 (16)4.1 PLC梯形图概述 (16)4.2软件的选用 (16)4.3 I/O模块的选用 (17)4.4 PLC的I/O地址分配简介 (17)4.5花式喷泉的PLC控制流程图 (19)4.6控制系统程序设计 (19)4.7系统程序的可行性 (27)第五章系统的仿真和调试 (29)5.1仿真软件的选用 (29)5.2系统的调试 (29)第六章结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)第1章绪论1.1课题研究背景随着城市化进程的加速,花式喷泉可以在人们周围随处可见。
PLC课设报告花式喷水池的PLC控制设计

电气控制与可编程序控制器应用技术课程设计报告设计课题:花式喷水池的PLC 控制设计专业班级:自动化小组成员:指导教师:设计时间:题目花式喷水池的PLC控制设计一、课题概述如今在许多休闲广场、景区或者游乐场里经常会看到喷水池按一定的规律喷水并且变化出各种花样,若夜晚配上各种彩色的灯光,将会变得更加迷人。
如图为一花式喷水池,采用PLC 控制是非常方便的,在花式喷水时序确定的情况下,可以通过改变时序或者改变控制开关,就可改变控制方式,达到显示各种状态的要求。
花式喷泉运行的灵活性是评价花式喷泉优劣的关键,而这与花式喷泉的控制系统息息相关。
花式喷泉可以根据自己的设计,设计出各种各样的花样,加上灯光,能给人有种不错的视觉享受。
在图中,4 为中间喷水管, 3 为内环状喷水管, 2 为一次外环形状喷水管, 1 为外环形状喷水管。
二、设计任务与要求1. 控制器电源开关接通后,按下启动按钮,喷水装置开始工作。
工作方式由选择开关和单步/连续开关来决定,不论运行在什么方式下,按下止按钮,喷水池停止喷水。
2. “单步/连续” 开关在单步位置时,喷水池只运行一次循环;在连续位置时,喷水池运行一直循环下去。
3. 方式选择开关用来选择喷水池的喷水花样,1~4 号喷水法的工作方式选择如下:1)选择开关在位置“1”时,按下启动按钮后, 4 号喷水,延时2s 后,3 号喷水,延时2s 后,2 号喷水,再延时2s 后,1 号喷水,再一起喷水15s 后停下。
若运行在连续状态时,将继续循环下去。
2)选择开关在位置“ 2”时,按下启动按钮后, 1 号喷水,延时2s 后,2 号喷水,延时2s 后,3 号喷水,再延时2s 后,4 号喷水,再一起喷水30s 后停下。
若运行在连续状态时,将继续循环下去。
3)选择开关在位置“ 3”时,按下启动按钮后,1、3 号同时喷水,延时3s 后,2、4 号喷水,1、3 号停止喷水;交替运行5 次后,1~4 号全喷水,30s 后停下。
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。
基于PLC的花样喷泉控制系统的设计
摘要跟着我国的都会化历程的加快和人丁的多量会聚,环境也是让人们更加的重视了,优良环境能让人的心情更为舒服并能使服务效能升高.此中喷泉也能够润湿四周的空气并能减削尘土同时也可让气温下降。
喷泉细小水滴和四周空气份子抨击,也许爆发大批的负氧离子,有利于改良住区的脸蛋和督促住民身心康健。
花样喷泉选用可编程控制器PLC和变频器,用器件完成对花样喷泉运转的节制,可信性也大的升高.节制系统布局简易,外面路线简易,便利的增添或变更控制收效,也许实行故障逐动检测与报警闪现出来,升高运转安好性,并便于查验。
用SFC 法子编程,能够使计划思绪清楚,编程简洁。
以其卓越的速度技能逆变器、制动性能、高效率、高功率器件和节能效果,可控制水位的高地喷泉,范围一般是很多其他的优势,被国内和国外公认是最有前希望的速度。
于是,可编程控制器技能加变频器变速成了今世喷泉行业的一个多样。
这策画是把持PLC 和变频器的变速技能,是以有三种喷水的花样可以供选;可以节制每个环喷水管喷水的那个高度;喷水的时候要有灯光表现出来;能够按照分别天色、个别场所可转变喷水的样子.将各类水的形状和灯的光,依照开始制定的序列组合的实行来控制程序的策画,经过计算机地运转来发来控制讯号,使水地形状和灯的光有林林总总的转变。
关键词:可编程控制器PLC;花式喷泉;梯形图;控制;水泵AbstractWith the acceleration of the urbanization process of our country and population of a large number of convergence, the environment is becoming more and more important, a good environment can make the psychosomatic more comfortable,increase work efficiency。
花式喷泉的PLC控制系统
花式喷泉的PLC控制系统课程设计课程名称可编程序控制器原理及应用题目名称花式喷泉的PLC控制系统学生学院自动化学院专业班级04级网络工程4班学号3104001804学生姓名袁锋指导教师潘运红2007 年6月18日广东工业大学课程设计任务书题目名称花式喷泉的PLC控制系统学生学院自动化学院专业班级网络工程04级4班姓名袁锋学号3104001804一、课程设计的内容1。
实验目的a.巩固和加深对《可编程序控制器原理及应用》课程内容的认识和理解,提高应用水平.b.掌握STEP7软件的程序编制方法.2。
实验内容本实验要求编程实现利用PLC控制喷泉喷水方式,产生各样的样式。
二、课程设计的要求与数据在游人和居民经常光顾的场所,如公园、广场、旅游景点及一些知名建筑前,经常会修建一些喷泉供人们休闲、观赏。
这些喷泉按一定的规律改变喷水式样,如果再与五颜六色的灯光相配合,在和和谐优雅的音乐中,更使人心旷神怡,流连忘返。
花式喷泉的示意图如下图所示,图中4号为中间喷头,3号为内环状喷泉,2号为中环喷头,1号为外环喷头.花式喷泉示意图1.2 控制要求1、按下启动按钮,喷泉开始工作;按下停止按钮,喷泉停止工作;2、喷泉的工作方式由花样选择开关和单步/连续开关决定;3、当单步/连续开关在单步位置时,喷泉只能按照花样选择开关设定的方式,运行一个循环;4、花样选择开关用于选择喷泉的喷水花样,考虑以下4种喷水花样:²花样选择开关在位置1时,按下启动按钮后,4号喷头喷水,延时2s后,3号喷头喷水,在延时2s后,2号喷头喷水,又延时2s后,1号喷头喷水。
18s后,如果为单步工作方式,则停下来;如果为连续工作方式,则继续循环下去。
²花样选择开关在位置2时,按下启动按钮后,1号喷头喷水,延时2s后,2号喷头喷水,在延时2s后,3号喷头喷水,又延时2s后,4号喷头喷水。
30s后,如果为单步工作方式,则停下来;如果为连续工作方式,则继续循环下去。
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花式喷泉的PLC控制系统设计目录1 引言 (1)1.1 可编程控制器PLC的发展背景与研究意义 (1)1.2 可编程控制器PLC控制花式喷泉的优势 (2)1.3 可编程控制器PLC在国际上的发展现状 (2)1.4 可编程控制器PLC在我国的发展现状、问题与对策 (3)2 PLC的组成与工作原理 (4)2.1可编程控制器PLC的分类 (4)2.2 可编程控制器PLC的特点 (5)2.3循环扫描工作方式简介 (5)2.4 PLC的工作原理 (6)2.5 PLC的硬件组成 (7)2.6顺序功能图 (8)2.7 梯形图 (8)2.8 PLC的应用领域 (9)3 花式喷泉的设计 (10)3.1 花式喷泉的设计要求 (10)3.2 花式喷泉的控制要求 (11)3.3可编程控制器PLC的选取与其特点 (11)3.4 基于PLC花式喷泉的接口设计 (12)3.5 PLC 外部接线图 (12)3.6花式喷泉的梯形图 (13)花式喷泉的PLC控制系统设计3.7 花式喷泉的实验结果 (19)3.8 实验小结 (22)4 结束语 (22)参考文献 (22)英文摘要 (24)致谢.......................................... 错误!未定义书签。
花式喷泉的PLC控制系统设计花式喷泉的PLC控制系统设计摘要:本文总结了可编程控制器(PLC)研究的背景和意义,评述了PLC控制系统的国内外研究现状,并由此引出了该领域目前存在的问题。
描述了可编程控制器PLC的组成与工作原理。
在此基础上,在花式喷泉控制系统的设计中,具体给出了花式喷泉的喷水花样,分配了几种喷水花样下PLC的输入/输出接口、设计了PLC的外部接线图、梯形图。
实验结果表明,将可编程控制器PLC应用于花式喷泉控制系统中,具有使用方便、运行可靠、控制程序设计简单等优点。
本文最后对可编程控制器PLC的发展趋势进行了展望。
关键词:PLC;花式喷泉;控制1 引言1.1 可编程控制器PLC的发展背景与研究意义1.1.1 可编程控制器PLC的发展背景随着微处理器和数字通信技术的飞速发展,计算机控制已经广泛地应用在几乎所有的工业领域。
现代社会要求制造业对市场需求作出迅速的反应,生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品,可编程序控制器(简称PLC)正是顺应这一要求出现的,它是以微处理器为基础的通用控制装置[1]。
可编程序控制器的英文为Programmable Controller,在二十世纪七十至八十年代一直简称为PC。
由于到90年代,个人计算机发展起来,也简称为PC;加之可编程序的概念所涵盖的范围太大,所以美国AB公司首次将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器(PLC,Programmable Logic Controller),为了方便,仍简称PLC为可编程序控制器。
有人把可编程序控制器组成的系统称为PCS可编程序控制系统,强调可编程序控制器生产厂商向人们提供的已是完整的系统了。
PLC是模仿继电器控制原理发展起来的。
1.1.2 可编程控制器PLC的研究意义可编程序控制器,是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物,是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器,是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机[2]。
作为通用工业控制计算机,30年来,可编程控制器从无到有,实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃;其功能从弱到强,实现了从逻辑控制到数字控制的进步;其应用领域从小到大,实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越[3]。
今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备,在世界各地发挥着越来越大的作用,因此,PLC的应用也就成为了一个热点问题。
在PLC诞生之前,工业控制设备的主流品种是以继电器、接触器为主体的控制装置。
继电器、接触器是一些电磁开关,后来随着工业自动化程度的不断提高,使用继电器电路构成工业控制系统的缺陷不断地暴露出来,在20世纪60~70年代,社会的进步要求制造出小批量、多品种、多规格、低成本、高质量的产品以满足市场需要,不断的提出改善生产机械功能的要求。
加上当时电子技术已经有了一定的发展,于是人们开始寻求一种以存储逻辑代替接线逻辑的新型工业控制设备,这就是我们现在所说的PLC[4]。
1.2 可编程控制器PLC控制花式喷泉的优势目前,在游人和居民经常光顾的场所,如公园、广场、旅游景点及一些知名建筑前,经常会修建一些喷泉供人们休闲、观赏。
这些喷泉按一定的规律改变喷水式样,如果再与五颜六色的灯光相配合,在和谐优雅的音乐中,更使人心旷神怡,流连忘返。
在大型广场或景区的喷泉控制系统中,应用单片机控制原理,通过可控硅作为功率开关元件,完成对潜水泵间歇工作的控制,可实现各种花样的喷水,但是这种控制系统在实践中存在以下缺点:由于可控硅承受过电压、过电流的能力差,因而不能长时间运行;需要配置较多的保护电路;程序的增减、修改和运行监视不灵活;抗干扰能力差;功率因数较低等。
为有效解决上述问题,确保控制系统的正常运行,采用PLC来控制喷泉控制系统。
若采用PLC控制,利用PLC体积小、功能强、可靠性高,且具有较大的灵活性和可扩展性的特点,通过改变喷泉的控制程序或改变方式选择开关,就可以改变花式喷泉的喷水规律,从而变换出各式花样,以适应不同季节、不同场合的喷水要求。
所以使用PLC控制花式喷泉,具有使用方便、运行可靠、控制程序设计简单等优点[5]。
若需要改变喷水花样和喷水时间,设计方案不必作很大调整,只要把控制程序作相应的修改,即可实现控制目的[6]。
1.3 可编程控制器PLC在国际上的发展现状自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)取代传统继电器控制装置以来,PLC得到了快速发展,在世界各地得到了广泛应用。
同时,PLC的功能也不断完善。
随着计算机技术、信号处理技术、控制网络技术的不断发展和用户需求的不断提高,PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。
今天的PLC不再局限于逻辑控制,在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
目前,PLC在小型化、大型化、大容量、强功能等方面有了质的飞跃,使早期的PLC从最初的逻辑控制、顺序控制,发展成为具有逻辑判断、定时、计数、记忆和算术运算、数据处理、联网通信及PID回路调节等功能的现代PLC。
PLC之所以有生命力,在于它更加适合工业现场和市场的要求:高可靠性、强抗各种干扰的能力、编程安装使用简便、低价格长寿命。
它的输入输出端更接近现场设备,不需添加太多的中间部件或需要更多的接口,这样节省了用户时间和成本。
PLC的下端(输入端)为继电器、晶体管和晶闸管等控制部件,而上端一般是面向用户的微型计算机。
PLC的应用领域目前也在不断扩大,并延伸到过程控制、批处理、运动和传动控制、无线电遥控以至实现全厂的综合自动化。
PLC的技术发展除了小型化、超高速,大容量存储器,多CPU,多任务并行运行外,PLC的开放性更大,通信联网能力更强,集成化软件更优。
标准化的IEC61131-3PLC编程语言已被众多PLC厂商所接受,其推广速度越来越快。
软PLC的应用范围将更广[7]。
1.4可编程控制器PLC在我国的发展现状、问题与对策进入90年代,我国的可编程序控制器进入了广泛发展阶段,但是目前我国的可编程序控制器的发展主要面临着三大问题。
一是技术层面上的,在国际上可编程序控制器迅速发展的形势下,我国还没有具有自主知识产权,能够参与国际竞争的可编程序控制器产品,原因主要在于我国的整个基础工业还有一定差距。
二是竞争层面上的,实际上也是一个经济竞争的问题。
现在95%的国内市场由外国的可编程序控制器产品所占领,中、大型可编程序控制器中,几乎全部由国外几大公司垄断,随着我国使用可编程序控制器领域的不断扩大,市场越来越大,然而国外几大公司几乎每年都会针对市场推出新的产品,一旦人们使用了新的产品后,他们就会逐渐的提高产品市场价格,没有我国自己的自主知识产权的产品,在经济竞争中就只能处于被动。
三是市场秩序层面上的,随着我国改革开放的不断深入,特别是加入WTO后,我国巨大的市场份额极大的吸引了国外的大公司,他们开拓市场的方法都是采用大范围建立代理销售渠道,每个公司的分销商、系统集成商都会有数十家,甚至上百家之多,造成了我国的分销商、系统集成商之间的激烈竞争,而这些无序的竞争为国际大公司分而治之、获取稳定的高额利润创造条件[8]。
面对这些问题,我国可编程序控制器的发展应该采取如下对策:(1) 面对如此巨大的市场,我国应该集中资金和技术力量,尽快研制生产出具有自主知识产权的可编程序控制器的系列产品,就像以前的家电行业一样。
其实随着我国整个民族工业的不断发展,特别是近年来芯片工业的迅速发展,推出具有国际竞争力的可编程序控制器产品已成为可能。
(2) 继续发挥我国科学技术人员可编程序控制器应用技术的优势,扩大可编程序控制器的应用领域,从而带动我国相关成套设备和软件产业的发展。
(3) 在扩大可编程序控制器应用的同时,要在软件集成化上下功夫。
针对不同的工业生产过程,形成具有我国特点的系统集成软件、人机界面软件和系统应用软件,在一些我国领先的工业行业中制造出具有核心技术的系统应用软件。
真正形成具有国际标准的、可进行复制的模块化软件。
采取上述策略后,我国就能在可编程序控制器的应用上率先实现突破,融入全球一体化经济之中,形成具有自主知识产权的软件产业,进而研制、开发、生产出具有自主知识产权,能够参与国际竞争的可编程序控制器产品[9]。
2 PLC的组成与工作原理2.1可编程控制器PLC的分类PLC产品种类繁多,其规格和性能也各不相同。
对 PLC 的分类可以根据结构、功能的差异等进行大致分类[10]。
按 I/O 点数分类。
PLC按其 I/O 点数多少一般可分为以下 4 类:(1) 微型 PLC:I/O 点数小于 64点的 PLC 为超小型或微型 PLC。
(2) 小型 PLC:I/O 点数为 256 点以下,用户程序存储容量小于 8KB 的为小型 PLC。
它可以连接开关量和模拟量 I/O 模块以及其他各种特殊功能模块,能执行包括逻辑运算、计时、计数、算术运算、数据处理和传送、通信联网等功能。
(3)中型 PLC:I/O 点数在 512~2048 点之间的为中型 PLC。
它除了具有小型机所能实现的功能外,还具有更强大的通信联网功能、更丰富的指令系统、更大的内存容量和更快的扫描速度。
(4)大型 PLC:I/O 点数为 2048 点以上的为大型 PLC。
它具有极强的软件和硬件功能、自诊断功能、通信联网功能,它可以构成三级通信网,实现工厂生产管理自动化。