plc课程设计--自动喷泉的控制系统设计

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1、电气控制技术课程设计题目:自动喷泉的控制系统设计院系名称：电气工程学院专业班级：学生姓名：学号：指导教师：成绩：指导老师签名：日期：I目录1系统概述11.1设计的目的11.2设计内容11.3实现的目标12方案论证22.1方案比较22.2方案选择43硬件设计53.1系统的原理框图53.2主电路53.3I/O分配63.4I/O接线图73.5元器件选型84软件设计104.1主流程104.2梯形图115系统调试13设计心得18参考文献18附录1元件清单19附录二语句表20I1系统概述1.1设计的目的通过对自动喷泉PLC控制系统的工作原理的分析、系统设计、编程、及上机调试工作的实践，了解电器控制

2、系统的一般设计思路，熟悉和掌握外围电路系统和软件设计的方法，并掌握PLC工作状况进行监控的方法.1.2设计内容有16个阀门（喷头），有4个选择按钮，如下图所示。实现四种以上的自动喷泉花样主要内容包括：1.设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；2.系统有启动/停止按钮；3.实现四种以上的自动喷泉花样控制；（自己定义）5.程序结构与控制功能自行创新设计；6.进行系统调试，实现自动喷泉的控制要求。7.电机3KW,380V1.3实现的目标22按照设计要求有16个彩灯代表16个喷头，有4个选择按钮，实现四种以上的自动喷泉花样，4个选择按钮分别控制4种喷泉花样，同时四种喷泉花样应该相互独立，按

3、照要求设计出如下四种喷泉花样，喷泉一、喷泉二、喷泉三、喷泉四,系统控制流程如下四个喷泉控制过程喷泉一：1按下启动按钮X0，再按下SB1按钮选择花样喷泉1模式 2 6号喷头先喷，1s后11号喷       3 1s后7号喷，1s后10号喷        4 同时喷5s后，6、7、10、11都停        5 重复循环②--④步骤喷泉二:1按下SB2选择花样喷泉2模式      23号喷头先喷，2s后12号喷       32s后14号喷头喷，2s后5号喷       43、12、14、5同时喷10s       5重复循环②--④步骤喷泉三:1按下SB3选择花样喷泉3模式22、8、1

4、5、9同时先喷10s3再1s后一次间隔1s停4重复循环②--③步骤喷泉四:1按下SB4选择花样喷泉4模式       2 1、4、16、13同时喷  3 1分钟后同时停 4 重复循环②--③步骤2方案论证2.1方案比较方案1：使用单片机控制花式喷泉22单片机的特点是控制性能和可靠性高，体积小、价格低、易于产品化。由于单片机具有良好的控制性能和灵活的嵌入品质，近年来在智能仪表、机电一体化产品、实时工业控制家用电器等各个领域都获得了极其广泛的应用自动喷泉的原理是利用控制器控制水泵的喷水的方式，此方案采用AT80C51系列单片机作为主控制器来控制喷泉的喷水方式。单片机的成本较低，适合用于控制

5、小型的花式喷泉。单片机通过控制步进电机来控制电磁阀,实现对喷头流量的制,从而使喷泉水姿、灯光色彩产生变化。但采用单片机控制原理，是以可控硅作为功率开关元件，由于可控硅承受过电压、过电流的能力较差，因而不能长时间运行,单片机形式的喷泉如图2-1所示.图2-1单片机自动喷泉原理框图方案二采用控制继电器来控制继电器是指当输入量或激励量，满足某些规定的条件是能在一个或多个电器输出电路中产生跃变的一种器件 。今天继电器已应用到家庭及工业控制的各个领域，他们比以往的产品具有更高的可靠性。但是，这也是随之带来的一些问题。如绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。而且继电器的触

6、点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，同时也消耗了大量的电能。并且继电器控制系统必须是手工接线、安装，如果有简单的改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。用继电器控制的花式喷泉现在显然不能满足高要求，一旦有一个继电器损坏，那将难以排除其故障方案三:PLC喷泉控制自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器(Programmable Logic 22Controller，PLC)取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各国得到了广泛应用。PLC是由模仿原继电器控制原理发展起来的，二十世

7、纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。一个PLC的控制器，可以接收几千个I/O点。对于喷泉控制系统这样，被控对象是设备连锁、回路很少，采用PLC较为合适。PLC由于采用通