噴泉控制系統程式設計 一

2022-11-28 15:57:07 字數 3746 閱讀 8614

近年來,隨著科學技術尤其是微電子技術的迅猛發展,可程式設計控制器(簡稱plc)技術已經廣泛應用於自動化控制領域。plc是一種數字運算操作的電子系統,專為在工業環境應用而設計的。它採用一類可程式設計的儲存器,用於其內部儲存程式,執行邏輯運算,順序控制,定時,計數與算術操作等面向使用者的指令,並通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種型別的機械或生產過程。

是工業控制的核心部分。plc也是計算機家族中的一員,是為了工業控制應用而設計製造的。早期的可程式設計控制器稱作可程式設計邏輯控制器,它主要用來代替繼電器實現邏輯控制。

隨著技術的發展,這種裝置的功能已經大大超過了邏輯控制的範圍。

它以微處理器為核心,有機地將微型計算機技術、自動化控制技術及通訊技術融為一體。plc具有控制能力強、可靠性高、配置靈活、程式設計簡單、使用方便、易於擴充套件等優點,使用plc進行控制已形成了一種工業控制趨勢。目前可程式設計控制器、計算機輔助設計/計算機輔助製造(cad/cam)、機械人和數控技術已發展成為工業自動化的四大支柱。

由於plc的日益廣泛應用,。

在工業生產過程中,大量的開關量順序控制,它按照邏輯條件進行循序動作,並按照邏輯關係進行連鎖保護動作控制,及大量離散量的資料採集。從2023年提出構想,2023年第一台可程式設計控制器誕生,plc技術及發展速度非常迅猛,20世紀80年代,隨著微電子技術和計算機技術的迅猛發展,年增長率一直保持30-40%。在現代城市規劃中,噴泉勢必成為城市景觀必不可少的一部分,而控制過程是極其重要的,但由於在其工作中,會在一步中實現幾個不同的動作,特別是彩燈的迴圈控制,其控制過程複雜,因此我們採用控制性好、**低廉的德國semens 公司生產的s7—200plc小型可程式設計控制器來實現自動控制。

通過本次實訓,是我們深刻的了解plc的各項指令,鞏固所學的知識並學以致用,並通過所學的知識應用到實際中。

噴泉控制系統程式設計(一)

設計內容

1)噴泉控制要求為「a、d同時噴6秒,並左右擺動—a、c同時噴7秒並旋轉—b、d同時噴10秒並旋轉—a、c、b同時噴5秒並擺動--2秒後再迴圈」

2)每個噴頭工作時,都連帶紅、綠、黃、藍四個彩燈間隔0.1s迴圈發光。

3)噴泉可以實現手動、單週期、連續三種操作方式。

4)當選擇連續時,要求迴圈20次後終止迴圈,發出聲光間斷報警,按停止按鈕終止報警。

2.設計要求:

1)畫出端子分配圖和順序功能圖

2)設計並除錯plc控制梯形圖

3)設計說明書

plc的主機:選擇西門子s7—200系列作為噴泉控制系統的主機。

因為設計的程式有29個輸入,34個輸出,根據實際的除錯情況以及實際的plc規模的大小,可以確定cpu216和輸出的擴充套件em223(16i/16q)、em222(18q)。

1.選用規模合適的plc

plc規模的大小是用輸入輸出(i/o)點數來衡量的,也就是選擇合適i/o點數的plc。因此在選用plc時,首先應對與plc相連的全部輸入,輸出裝置進行統計,並區分輸出的性質及所需電壓,電流的大小和種類。確定全部的i/o點數,再加上10%~15%的備用量,用來輸出的擴充套件。

這樣就可以計算出系統需要的總i/o點數,作為輸入輸出點數估算資料。本次噴泉系統設計共有輸入輸出點41個,全部為開關量,其中輸入點11個,輸出點30個。

2.確定記憶體容量的大小

記憶體器容量是可程式設計序控制器本身能提供的硬體儲存單元大小,程式容量是儲存器中使用者應用專案使用的儲存單元的大小,因此程式容量小於儲存器容量。一般使用者程式區的記憶體容量與開關量i/o點數以及使用者程式的編寫質量等有關。設計階段,由於使用者應用程式還未編制,因此,程式容量在設計階段是未知的,需在程式除錯之後才知道。

為了設計選型時能對程式容量有一定估算,通常採用儲存器容量的估算來替代。

圖2.1 端子分配圖

圖2.2 控制面板示意圖

首先根據設計的內容確定各個端子,在段子分配圖中,單週期和連續分別用i0.0和i0.1控制,另外還配有啟動和停止按鈕,因為a、b、c、d四個噴頭還需要左右擺動,因此在左邊和右邊還各設有限位開關。

而在輸出端,要分別對噴頭a、b、c、d的工作、左右擺動、旋轉設定輸出量,在迴圈結束後還要設定聲光報警的輸出量,而a、b、c、d均需要設定紅綠黃藍四個小燈的輸出量。

在順序功能圖中,畫出噴泉a、b、c、d何時工作、及動作的輸出,幾個噴泉動作的順序由定時器t37、t38、t39和t40控制,噴泉的左右擺動及小燈的動作並沒有在功能圖中體現出來,而在梯形圖中會體現出來。用m2.1來控制連續的迴圈,在m2.

1未接通時,程式進行迴圈,當迴圈結束後,計數器 c1和定時器t41都會接通,進行聲光報警,按下停止按鈕i0.3噴泉停止工作。

最後根據順序功能圖和端子分配圖設計梯形圖,由於在設計順序功能圖中,沒有將噴頭的擺動設計和彩燈的設計加進去,而在梯形圖中還要將這些設計體現出來,在噴泉擺動的過程中,噴泉擺動由m0.1和m0.4及正跳變觸發,由各個噴泉的左右限位來控制噴泉的左右擺動和迴圈。

在彩燈設計的過程中,我們組用m1.0、m1.1、m1.

2、m1.3、m1.4來控制彩燈的接通、定時、及迴圈。

例如:噴頭a和噴頭d同時工作,使

m1.0接通,m1.0的常開觸點閉合,使a的紅燈和d紅燈接通,定時器t46接通2s後,t46常閉觸點斷開,燈滅,2.

1s後,t42接通,a、d的綠燈亮,依次這樣,紅綠黃藍一次亮過後,t45和m1.4接通迴圈,當a、d噴頭停止工作,m1.0斷開,小燈滅,迴圈結束。

圖3.1 順序功能圖

當按下啟動按鈕,開關調到單週期或者連續,a b c d左限位開關閉合,程式依次出現a、d同時噴6秒,並左右擺動—a、c同時噴7秒並旋轉—b、d同時噴10秒並旋轉—a、c、b同時噴5秒並擺動--2秒後再迴圈」。每個噴頭工作時,都連帶紅、綠、黃、藍四個彩燈間隔0.1s迴圈發光。

當手動開關閉合時,手動閉合相應的噴頭及限位,程式能夠手動實現上述功能。觀察各步執**況,均滿足課程設計的功能要求。

1. 按下啟動按鈕i0.2和連續開關i0.1:

程式開始按照順序功能圖的設計,結合自動梯形圖依次執行a、d同時左擺動並噴水6s,a、c同時噴7秒並旋轉,b、d同時噴10秒並旋轉,a、c、b同時噴5秒並擺動--2秒後再迴圈。各個噴頭需要右擺動時,閉合相應的限位開關。當程式執行滿20次,程式便自動停止迴圈並發出聲光報警,在按下停止按鈕i0.

3便可停止報警。

2. 按下啟動按鈕i0.2和單週期開關i0.0:

同自動程式一樣,一次完成四個噴水要求,只是當a、c、b同時噴5秒並擺動後,程式沒有迴圈,直接回到初始狀態。

3. 按下自動按鈕i0.4:

按照設計要求a、b、c、d四個噴頭及其左右擺動、旋轉都有相應的按鈕或限位開關,只需按照要求閉合相應的按鈕或開關即可完成設計要求。

終於完成了乙個星期的plc實訓課程設計,在此次實訓中我分到的任務是噴泉控制系統的設計,在完成這個專案期間,讓我受益匪淺,在老師的正確指導下,在與同學互相研究下以及自己搜尋一些相關書籍下,不僅更加牢固的掌握了plc控制電路的設計和除錯的方法,還了解到plc的應用對生產實踐的意義重大。,最主要的是從中找到了學習的樂趣。

這門課程設計的靈活性很強,能充分發揮每名同學的的潛力,鍛鍊了我們的實際動手操作能力,老師也給予我們足夠的空間讓我們完成此次的實訓,這讓我覺得壓力減輕不少。

此次plc實訓課程設計給了我不同的學習方法和體驗,讓我深切的認識到實踐的重要性。在完成專案過程中遇到很多困難,也暴露了自己的很多不足,但組員之間相互配合相互幫助, 最終都由我們一一克服了,使每乙個組員對相關專業知識的領悟更上乙個層次,因此讓我懂得了團隊的力量,並且讓自己更相信一分努力一分收穫,積極的學習態度在以後的學習、工作中是永遠缺少不了的!當涉及到專業課知識時,暴露出了我的很多不足,真切感受到了知識用時方覺少,一定仔細認真學好專業課知識,做一名合格的學生 。

最後,也是最重要的,感謝指導老師一直以來的細心指導。老師教給我的不僅是一種嚴謹的治學態度,更是一種對工作認真負責的良好作風。

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