花式喷水池的PLC控制.doc

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1、!-南京工程学院课程设计书 课 程 名 称 电气控制与可编程控制器项 目 名 称 花式喷水池的PLC控制院（系、部、中心） 自动化学院 专 业 测控技术与仪器 班 级 测 控071 起 止 日 期2010.07.052010.07.09 指 导 教 师 目录一、课程设计题目.1二、课程设计的.1三、课程设计求.14、 课程设计步骤.2 1、 工艺分析 . 22、 PLC 选型.23、 设计思路.34、 I/O 地址分配.35、 接口图.36、 工作流程图.47、 顺序功能图.58、 梯形图.69、 语句表程序.185、 设计中遇到的问题与解决方法.226、 设计总结及心得体会.227、 参考书

2、目.231、 课程设计题目 花式喷水池的PLC控制二、课程设计目的 电气控制与PLC课程设计是电气自动化技术专业一个重要的实践性教学环节，通过课程设计达到掌握电气控制柜的原理设计、安装工艺图纸设计的基本方法，并能达到熟练使用可编程控制器实现简单控制系统的控制要求，熟练地进行系统外围电路设计、接线、编程、调试等工作。三、课程设计要求某一喷水池的控制器，形式如下： 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。要求用PLC控制完成下列要求：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，

3、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，14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

4、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，14号全喷水，30s后停下。若运行在连续状态时，将继续循环下去。4）选择开关在位置“4”时，按下启动按钮后，1234按顺序延时2s喷水，然后一起喷水30s，1、2、3和4号分别延时2s停止喷水，再延时1s，由4321反向顺序延时2s喷水，然后一起喷水30s停止。若运行在连续状态时，将继续循环下去。4、 课程设计步骤1、工艺分析在许多休闲广场、景区或游乐场里，经常看到喷水池按一定的规律喷水或变化式样，若在夜晚配上各种彩色的灯光显示，更加迷人。设计一花式喷水池，采用PLC控制是比较方便的，在花式喷水时序确定的

5、前提下，可以通过改变时序或者改变控制卉关，就可改变控制方式，达到显现各种复合状态的要求。2、PLC选型CPU 224 CN 24V DC电源 24V DC输入 24V DC输出 6ES7 214-1AD23-0XB8 100230V AC电源 24V DC输入 继电器输出 6ES7 214-1BD23-0XB8 CPU 224 本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口，

6、具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。3、 设计思路 经分析及老师建议本设计题目使用顺序控制指令完成，思路清晰、易于理解。而顺序控制指令是PLC生产厂家为用户提供的可视功能图编程简单化和规范化的指令。本设计中使用顺序控制指令虽T形图网络众多，操作比较繁琐，但思路清晰、易于理解。故选择顺序控制指令完成。本设计中涉及可选择的分支和链接、跳转和循环。4、I/O 地址分配名称 地址符号说明输入启动按钮I0.0SF1启动喷泉系统单步循环选择开关I0.1SF2选择是否循环状态停止按钮I0.2SF3停止喷泉系统1号方式选择开关I0.

7、3SF4喷泉选择1号方式喷水2号方式选择开关I0.4SF5喷泉选择2号方式喷水3号方式选择开关I0.5SF6喷泉选择3号方式喷水4号方式选择开关I0.6SF7喷泉选择4号方式喷水输出喷水池工作指示Q0.0EA11号喷水阀工作Q0.1MB11号喷水阀喷水2号喷水阀工作Q0.2MB22号喷水阀喷水3号喷水阀工作00.3MB33号喷水阀喷水4号喷水阀工作Q0.4MB44号喷水阀喷水5、 接口图注：在实验室的模拟平台上，无法实现喷水阀MB1、MB2、MB3、MB4的模拟。因此时用指示灯代替喷水阀。即可完成该实验的模拟。6、工作流程图 开始系统启动按 钮是否按 下？选择2号喷水方式选择4号喷水方式选择3

8、号喷水方式选择1号喷水方式系统停止按 钮是否按下？ 是否处于连续状态？ 结束7、顺序功能图8、 梯形图 、 9、 语句表程序Network 1 / Network Title/ Network CommentLD SM0.1S S0.0, 1Network 2 / 选择开关1LSCR S0.0Network 3 LD I0.0SCRT S0.7Network 4 SCRENetwork 5 LSCR S0.7Network 6 LD SM0.0S Q0.0, 1Network 7 LD I0.3SCRT S0.1Network 8 LD I0.4SCRT S1.0Network 9 LD I0

9、.5SCRT S2.0Network 10 LD I0.6SCRT S3.0Network 11 SCRENetwork 12 LSCR S0.1Network 13 LD SM0.0S Q0.4, 1TON T37, 20Network 14 LD T37SCRT S0.2Network 15 SCRENetwork 16 LSCR S0.2Network 17 LD SM0.0S Q0.3, 1TON T38, 20Network 18 LD T38SCRT S0.3Network 19 SCRENetwork 20 LSCR S0.3Network 21 LD SM0.0S Q0.2,

10、1TON T39, 20Network 22 LD T39SCRT S0.4Network 23 SCRENetwork 24 LSCR S0.4Network 25 LD SM0.0S Q0.1, 1TON T40, 150Network 26 LD T40SCRT S0.5Network 27 SCRENetwork 28 LSCR S0.5Network 29 LD SM0.0R Q0.1, 4Network 30 LD I0.2AN I0.1SCRT S0.7Network 31 LD I0.1SCRT S0.6Network 32 SCRENetwork 33 LSCR S0.6Ne

11、twork 34 LD SM0.0R Q0.0, 1SCRT S0.0Network 35 SCRENetwork 36 / 选择开关2LSCR S1.0Network 37 LD SM0.0S Q0.1, 1TON T41, 20Network 38 LD T41SCRT S1.1Network 39 SCRENetwork 40 LSCR S1.1Network 41 LD SM0.0S Q0.2, 1TON T42, 20Network 42 LD T42SCRT S1.2Network 43 SCRENetwork 44 LSCR S1.2Network 45 LD SM0.0S Q0

12、.3, 1TON T43, 20Network 46 LD T43SCRT S1.3Network 47 SCRENetwork 48 LSCR S1.3Network 49 LD SM0.0S Q0.4, 1TON T44, 300Network 50 LD T44SCRT S1.4Network 51 SCRENetwork 52 LSCR S1.4Network 53 LD SM0.0R Q0.1, 4Network 54 LD I0.2AN I0.1SCRT S0.7Network 55 LD I0.1SCRT S0.6Network 56 SCRENetwork 57 LSCR S0

13、.6Network 58 LD SM0.0R Q0.0, 5SCRT S0.0Network 59 SCRENetwork 60 / 选择开关3LSCR S2.0Network 61 LD SM0.0R Q0.2, 1R Q0.4, 1S Q0.1, 1S Q0.3, 1TON T45, 30Network 62 LD T45SCRT S2.1Network 63 SCRENetwork 64 LSCR S2.1Network 65 LD SM0.0R Q0.1, 1R Q0.3, 1S Q0.2, 1S Q0.4, 1TON T46, 30Network 66 LD T46A C20SCRT

14、 S2.2Network 67 LD T46AN C20SCRT S2.0Network 68 SCRENetwork 69 LSCR S2.2Network 70 LD SM0.0S Q0.1, 4TON T47, 300Network 71 LD T47SCRT S2.3Network 72 SCRENetwork 73 LSCR S2.3Network 74 LD SM0.0R Q0.1, 4Network 75 LD I0.2AN I0.1SCRT S0.7Network 76 LD I0.1SCRT S0.6Network 77 SCRENetwork 78 LSCR S0.6Net

15、work 79 LD SM0.0R Q0.0, 5SCRT S0.0Network 80 SCRENetwork 81 LD S2.0LD S2.2CTU C20, 5Network 82 / 选择开关4LSCR S3.0Network 83 LD SM0.0S Q0.1, 1TON T48, 20Network 84 LD T48SCRT S3.1Network 85 SCRENetwork 86 LSCR S3.1Network 87 LD SM0.0S Q0.2, 1TON T49, 20Network 88 LD T49SCRT S3.2Network 89 SCRENetwork 9

16、0 LSCR S3.2Network 91 LD SM0.0S Q0.3, 1TON T50, 20Network 92 LD T50SCRT S3.3Network 93 SCRENetwork 94 LSCR S3.3Network 95 LD SM0.0S Q0.1, 4TON T51, 300Network 96 LD T51SCRT S3.4Network 97 SCRENetwork 98 LSCR S3.4Network 99 LD SM0.0R Q0.1, 1TON T52, 20Network 100 LD T52SCRT S3.5Network 101 SCRENetwor

17、k 102 LSCR S3.5Network 103 LD SM0.0R Q0.2, 1TON T53, 20Network 104 LD T53SCRT S3.6Network 105 SCRENetwork 106 LSCR S3.6Network 107 LD SM0.0R Q0.3, 1TON T54, 20Network 108 LD T54SCRT S3.7Network 109 SCRENetwork 110 LSCR S3.7Network 111 LD SM0.0R Q0.4, 1TON T55, 10Network 112 LD T55SCRT S4.0Network 11

18、3 SCRENetwork 114 LSCR S4.0Network 115 LD SM0.0S Q0.4, 1TON T56, 20Network 116 LD T56SCRT S4.1Network 117 SCRENetwork 118 LSCR S4.1Network 119 LD SM0.0S Q0.3, 1TON T57, 20Network 120 LD T57SCRT S4.2Network 121 SCRENetwork 122 LSCR S4.2Network 123 LD SM0.0S Q0.2, 1TON T58, 20Network 124 LD T58SCRT S4

19、.3Network 125 SCRENetwork 126 LSCR S4.3Network 127 LD SM0.0S Q0.1, 1TON T59, 300Network 128 LD T59SCRT S4.4Network 129 SCRENetwork 130 LSCR S4.4Network 131 LD SM0.0R Q0.1, 4Network 132 LD I0.2AN I0.1SCRT S0.7Network 133 LD I0.1SCRT S0.6Network 134 SCRENetwork 135 LSCR S0.6Network 136 LD SM0.0R Q0.0,

20、 5SCRT S0.0Network 137 SCRE五、设计中遇到的问题与解决方法1、遇到问题：在最开始的设计阶段，由于只是看到了课程设计任务书而没有看到指导书中的设计方案提示，而对四种喷水方式的的开关设计有些困惑，不知使用四个独立开关还是可以用有四个档位的总开关，它的开关模式不是普通的0或1，而是0、1、2、3。这个样在选取输入信息和I/O地址分配的过程中都遇到困难。 解决方法：仔细研究了任务书和指导书后确立了四种喷水方式的输入问题2、 遇到问题：在画顺序功能图过程中，四种工作方式最终都要经历判断是否有停止按钮按下、是否处于连续工作状态下，在这一步有些困惑。 解决方法：参考6.3.4跳转和

21、循环中的功能图举例（a）。在执行完其中一个工作方式后，只要有停止按钮按下就停止，无论是否处于连续工作状态；而无停止按钮按下但处于单步运行状态时也要停止运行。于是可将四个分支汇总后分为两个方向，一个是有停止按钮按下，一个是无停止按钮按下切处于连续工作状态下，则循环运行。3、 遇到问题：在录入梯形图过程结束后进行编译，在进入工作方式网络处，发现错误：网络复杂 解决方式：经检查发现是由于将Q0.0置零与判断4个喷水方式中选择的哪个并联造成的网络复杂，将其拆分成五个网络及解决了问题。4、 遇到问题：在下载结束后出现非致命性错误，不影响编译但无法下载进行实验台上的模拟。 解决方法：多次检查T形图，终于发

22、现最后一条指令少了结束语句。6、 设计总结及心得体会 本次PLC课程设计题目与实际生活联系紧密，使我充分认识到了这门课程的实际意义和现实重要性。通过本次课程设计我掌握了电气控制的原理设计的基本方法，并能达到熟练使用可编程控制器实现简单控制系统的控制要求，尤其是对于顺序控制指令的使用。基本可以熟练地进行系统外围电路设计、接线、编程、调试等工作。 我所设计的课题目相对较简单，采用顺序控制设计思路清晰、易于理解。但是我的准备工作做的不全面，在完全掌握设计资料前盲目设计，被一些小问题困扰，浪费很多时间。光是画顺序功能图及T型图就用了一天时间，录入程序花费一晚上，而查找编译错误及非致命性错误居然花费一上

23、午。大部分时间基本上都是做无用功的，效率很低。 通过本次课程设计，我学到很多东西，不只是PLC这门课程的知识，还体会到了很多道理。从刚拿到题目时的无从下手到盲目翻阅资料的同时居然忘记看老师给的重要设计指导，从完成设计大体框架的兴奋到被小问题阻碍的不知所措，直到最后多方请教、多方咨询终于完成设计，收获了满满的成就感。最重要的是让我明白：坚持就是胜利。最简单却最有效的成功方法。7、 参考书目（1）王鑫、李威，PLC机电控制系统应用设计技术（第2版）电子工业出版社,2010年3月（2）高南、周乐挺，PLC控制系统编程与实现任务解析北京邮电大学出版社，2008年12月（3）王永华，现代电气控制及PLC应用技术（第2版），北京航空航天大学出版社，2008年（4）邵祥兵，电气控制与PLC实验指导书，南京工程学院自动化学院，2009年3月