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1、花式喷泉的PLC控制系统设计【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。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。用SFC方法编程，可以使设计思路清晰，编程简便.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。本设计以4环花式喷泉为研究对象，采用了三菱FX2N-32MR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
2、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，并达到了实时控制的要求。【关键词】：水泵 变频器 电动机The Design of Fancy Fountain PLC Control System【ABSTRACT】Fancy fountain is recent a garden architectural and fancy ornamental combination of a product. With programmable controller in the rapid development of our country, t
3、he control requirements of the fountain of fancy more and more is also high, more and more the control part need programmable controller to achieve. Use PLC control fancy fountain, is easy to use, reliable operation, control program is simple in design, etc. SFC method with programming, can make the
4、 design of clear thinking, programming is simple. If you need to change the water spray pattern and water spray time, need not be a design scheme adjustment, and that as long as the control program to change them accordingly, can realize the control purpose. This design with 4 ring fancy fountain as
5、 the research object, the mitsubishi FX2N-32 MR series programmable controller as fountain controller. The control system of fancy fountain of general function is analyzed, the programmable controller of component and work principle. And put forward the fountain of hardware and the detailed modules
6、each component hardware module design. The design of the system to improve the fountain control quality and reach the real-time control requirements.【Key word】Water pump Inverter Motor目 录第1章 绪论11.1 课题研究背景11.2 课题设计的内容11.3 课题设计的目的和意义2第2章 系统总体控制方案设计32.1 花式喷泉的概述32.2 采用PLC控制花式喷泉的优点32.3 系统设计的基本步骤42.4 系统控制
7、方案42.5 花式喷泉控制系统的原理图5第3章 系统硬件设计73.1 可编程控制器（PLC）的选择73.1.1 PLC概述73.1.2 PLC的选型73.2 变频器的选型93.3 水泵的选型103.3.1 水泵的参数及性能103.3.2 选择步骤123.4 硬件接线图143.5 花样喷泉PLC控制输入输出点分配15第4章 系统软件设计164.1 PLC梯形图概述164.2 系统工作过程分析164.3 控制系统程序设计174.3.1 花式喷泉的第1种花样184.3.2 花式喷泉的第2种花样214.3.3 花式喷泉的第3种花样234.3.4 花式喷泉的自动控制花样26结 论27致 谢28参考文献2
8、9附录130第1章 绪论 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。比如广场，大厦，小区等。花式喷泉是人造小气候，在炎热的夏日可以起到增湿和降温的作用；也为水体充氧，有利于水体增加自净能力，起到防止水体黑臭的作用。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。1969年美国数字设备公司（dec）研制书上世间第一台可编程控制器，并成功地应用在美国（gm）的生产线上。但当时只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称plc(programmablc lo
9、gic controller)。 1985年国际电子委员会（iec）对plc的定义如下： Plc是自动控制技术，计算机技术和通讯技术于一体的一种新型工业控制装置，已跃居工业自动化三大支柱（plc、robot、cad/cam）的首位。可编程控制器，简称plc。它在集成电路、计算机技术的基础上发展起来的一种新型工业控制设备。具有1.可靠性高、抗干扰能力强2.设计、安装容易3.维修工作量少4.功能强、通用性好5.开发周期短、成功率高6.体积小、重量轻、功耗底等特点。具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，已经广泛应用于自动化控制的各个领域，并已成为工业生产自动化的支柱产品1
10、。与继电触发器系统相比系统更加可靠;价格上能与继电接触器控制系统竞争；易于在现场变更程序；便于使用、维修、维护；能直接推动电磁阀、接触器与之相当的执行机构；能向中央执行机构。 因此，进行花式喷泉的plc控制系统的设计，可以推动喷泉行业的发展，扩大plc在自动控制领域的应用，具有一定的经济和理论研究的价值13。 课题设计的内容 本设计主要完成的是花式喷泉的PLC控制系统设计，本系统设计的花式喷泉是参考实际喷泉景观的花式设计，要求有多种花样花式变换方式，并完成方便的操作屏界面设计。 课题设计的目的和意义 随着我国经济的高速发展，微电子技术，计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，交流变频调速技术
11、已经进入个崭新的时代，其应用越来越广。而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。喷泉是人工环境中最富有生命力的喷泉,它具有分隔空间、增加层次、净化空气美化环境的作用。现代高科技把美妙的音乐、多姿的喷泉造型、五彩缤纷的水下灯光、神奇的激光图文，通过电脑有机的结合在一起，给人以音乐声响、视觉形象、色彩变换三位一体的超自然享受。随着我国人民物质生活水平的不断提高，对于精神生活的要求也在不断提高，为进一步改造环境景观
12、，建设一个喷泉是很有必要的。随着科学技术的不断发展和生活水平的不断提高，尤其是喷泉在城市和社区环境建设中起着尤其重要的作用。当今喷泉工程和高新技术的结合正是历史发展的必然趋势，由于喷泉工程中采用了大量的高新技术，从而使喷泉效果更加绚丽多彩，婀娜多姿，令人赏心悦目、流连忘返。第2章 系统总体控制方案设计 花式喷泉的概述喷泉是一种将水或其他液体经过一定压力通过喷头洒出来具有一定形状的组合体，提供水压的一般为水泵。现代城市中的喷泉形式已十分丰富。随着构筑物的大小及水压等的变化，喷泉或高或低、或珠或雾，精彩纷呈。可分为以下7种： (1) 普通喷泉：只有简单的几种固定水型及灯光，随着电源的开闭而控制喷泉
13、的运行、水型和灯光的变化。 (2) 程控喷泉：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。 (3) 音乐喷泉：在程序控制喷泉的基础上加入了音乐控制系统，计算机通过对音频及MIDI信号的识别，进行译码和编码，最终将信号输出到控制系统，使喷泉的造型及灯光的变化与音乐保持同步。 (4) 水幕激光喷泉：将激光器发出的激光束射在水幕喷头的水幕上，激光束由激光控制系统编程控制，可发出多种多样的图案及色彩，照射在晶莹透明的水膜上，形成斑斓夺目的起义效果。 (5) 水珍珠喷泉：利用特殊音波将水变成球体的喷水装置和全频高速闪光灯的视觉
14、图像效果的产品组成。 (6) 游戏喷泉：又称感应泉，喷泉水柱根据游人的动作产生反应，而且这种应具有不确定性，是一种互动式喷泉，增强了娱乐氛围。 (7) 跳跳喷泉：又名光亮泉。是一种高科技水景艺术，水形似根根晶莹透彻地冰柱，一串串飞向空中，轻舞飞扬。 采用PLC控制花式喷泉的优点 (1) 控制方式上看：PLC只需改变控制程序就可改变逻辑或增加功能。 (2) 工作方式看：PLC串行工作，不受制约。 (3) 控制速度上看：PLC通过半导体来控制，速度很快，无触点。 (4) 定时、计数：PLC时钟脉冲由晶振产生，精度高，定时范围宽，有记忆功能。 (5) 可靠、维护看：PLC无触点，寿命长，且有自我诊断
15、功能，对程序执行的监控功能，现场调试和维护方便2。2.3 系统设计的基本步骤在花式喷泉控制系统的设计过程中主要考虑以下几点： (1) 深入了解和分析花式喷泉的工艺条件和控制要求。 (2) 确定I/O设备。根据花式喷泉控制系统的功能要求，确定系统所需的输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关等，常用的输出设备有指示灯等。 (3) 根据I/O点数选择合适的PLC类型。 (4) 分配I/O点，分配PLC的输入输出点，编制出输入输出分配表或输入输出端子 的接线图。(5) 设计花式喷泉系统的梯形图程序，根据工作要求设计出周密完整的梯形图 (6) 程序，这是整个花式喷泉系统设计的核心工作。 (7)
16、将程序输入PLC进行软件测试，查找错误，使系统程序更加完善3。2.4 系统控制方案花式喷泉系统的控制要求如下： (1) 1、2均为外环形状的喷水管，3为内环形状的喷水管，4为星形喷水管。灯光系统由三条支路组成，分别为绿色灯支路（在1,2之间）、黄色灯支路（在2,3之间）红色灯支路（在3,4之间）。 (2) 该喷泉共有三种花样可供选择。按下启动按钮，喷泉即开始工作，按下停止按钮，则停止喷水。喷泉的工作方式（即喷水花样）由选择开关来实现。 (3) 该花式喷泉有4种喷水花样可供选择： 第1种花样: 4、3、2、1隔2秒依次喷水，一起喷水15秒后，再按1、2、3、4依次喷水2秒，在一起喷水15秒，如果
17、为连续工作方式，则以此循环。第2种花样：1、3同时喷水，3秒后2、4同时喷水，交替运行5次后，1、2、3、4一起喷水30秒，如果为连续工作方式，则以此循环。第3种花样：1、2、3、4延时2秒喷水，然后一起喷水30秒后4、3、2、1延时2秒停止喷水，如果为连续工作方式，则以此循环。自动控制花样：花样1，2，3按顺序执行，如果为连续工作方式 ，则继续循环下去。 (4) 灯光系统的控制：由PLC的X5输入端为灯光系统控制的选择按钮，当需要灯光配合时，接通X5输入端。此时可实现三路灯光的控制，即2喷水时，红色灯亮；3喷水时，黄色灯亮；4喷水时，绿色灯亮；（1喷水无灯光效果）。图2-1 花式喷泉外景示意
18、图2.5 花式喷泉控制系统的原理图在喷泉中，通过按钮开关信号来控制PLC：因为有4层喷水，因此用了1个变频器控制4个水泵7。花式喷泉控制系统的原理如图所示： PLC按钮开关信号 变 频 器水泵电源图2-2 花式喷泉系统原理图 电源显示启动花样3花样2花样1自动连续灯控停止 报警器图2-3 花式喷泉控制面板 第3章 系统硬件设计3.1 可编程控制器（PLC）的选择 3.1.1 PLC概述可编程控制器，英文称Progammable Controller,简称PLC，本课题中用PLC作为它的简称。PLC是用于工业现场的电控制器。它源于继电器控制技术，但基于电子计算机。它通过运行存储在其内存中的程序，
19、把经输入电路的物理过程得到的输入信息，变换为所要求的输出信息，进而再通过输出电路的物理过程去实现对负载的控制1。 PLC有丰富的指令系统，有各种各样的I/O接口、通信接口，有大容量的内存，有可靠的自身监控系统，因而具有以下基本的功能： 1) 逻辑处理功能； 2) 数据运算功能； 3) 准确定时功能； 4) 高速计数功能； 5) 中断处理（可以实现各种内部中断）功能； 6) 程序与数据存储功能； 7) 联网通信功能；8) 自检测、自诊断功能。可以说，凡普通小型计算机能实现的功能，PLC几乎也都可以做到4。 PLC的选型在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺
20、流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。 1) 输入输出（I/O）点数的估算I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。 2) 存储器容量的估算存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。
21、设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来代替10。 3) 控制功能的选择该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。根据本课题所设计控制的需求，主要介绍一下几种功能的选择。 (1) 控制功能PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的控制功能，提高PLC的处理速度和节省存储器容量。 (2) 编程功能离线编程方式：PLC和编程器公用一个CPU，编程器在编程模
22、式时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式降低系统成本，但使用和调试不方便。在离线编程方式：CU和编程器有各自的CPU，主机CPU负载现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。五种标准化编程语言：顺序功能（SFC）、梯形图（LD）、功能模式图块(FBD)三种图形化语言和语句表（il）、结构体文（ST）两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准（IEC113123），同时，还应该支持多种语言编程方式，如C,Bas
23、ic等，以满足特殊控制场合的控制要求。 (3) 诊断功能PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断，通过软件对PLC的CPU与外币输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。PLC的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影响平均维修时间。 (4) 机型的选择通过对输入/输出点的选择、对存储量的选择，对I/O响应时间的选择输出负载的特点选型的分析。该控制系统选用三菱公司FXON系列的PLC。它体积小，重量轻，使用寿命长，编程和维护方便，故障率低，通过扩展模块的链
24、接，可以增加输入/输出点数。我设计的花式喷泉模型共有8个输入，12个输出，因此，选用型号为FX2N-32MR的PLC5。 变频器的选型变频调速技术是针对固定工频而采取的高效节能措施，工频（50Hz）是发电的最佳频率，但它并非是所有用电设备的最佳工作频率，因而导致许多设备长期处于低频率、低功率引述运行状态。占全国耗电2/3的交流电动机目前大多数还在工频、恒速下运动，运行效率只有60%左右。为了提高效率，所以在本设计中用到变频器。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交直交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把贡品交流电源通过整流
25、器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。整流部分为三桥式不可控整流器，逆变比分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。变频器选型时要确定以下几点： 1) 采用变频的目的：恒压控制或恒流控制等。 2) 变频器的负载类型;如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。 3) 变频器与负载的匹配问题： (1) 电压匹配：变频器的额定电压与负载的额定电压相符。 (2) 电流匹配：普通的离心泵，变频器的额定电流与电动机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等需要参考电机的性能参数，以
26、最大电流确定变频器电流和过载能力。(3) 转矩匹配：这种情况在恒转矩负载或又减速装置时有可能发生。a. 在使用变频器驱动告诉电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流地阿牛值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。b. 变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样的情况下，变频器容量要更大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。c. 对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器的容量要放大一档。本设计是通过变频器苏调技术来控制每环喷水的高度。我选用的是三菱D700系列变频调
27、速器8。 水泵的选型泵是一种面大量广通用型号机械设备，它广泛地应用于石油、化工、电力、冶金、矿山、选船、轻工、农业、民用和国防各部门，在国民经济中占有重要的地位。泵的电能消耗起了积极作用。但是目前在国民经济各个领域中，由于选型不合理，许多的泵处于不合理运行状况，运行效率低，浪费了大量能量。还有的泵由于选型不合理，根本不能使用，或者使用维修成本增加，经济效益低。由此可见，合理选泵对节约能源同样具有重要意义。所谓合理选泵，就是要综合考虑泵机组和泵站的投资和运行费用等综合性的技术经济指标，使之符合经济、安全、适用的原则。具体来说，有以下几个方面：必须满足使用流量和扬程的要求，即要求泵的运行工次点经常
28、保持在高效间运行，这样既能剩动力又不易损坏。所选择的水泵既要体积小、重量轻、造价便宜，又要具有良好的特性和较高的效率。具有良好的抗气蚀性能，这样既能减小泵房的开挖深度，又不使水泵发生气蚀，运行平衡、寿命长9。 水泵的参数及性能水泵的主要参数水泵参数是指工作性能的主要技术数据，包括流量、扬程、转速、效率和比转数等。 1) 流量（Q）泵的流量市直单位时间所排出的液体的数量。通常泵的流量用体积计算，以Q表示，单位为米3/时（m3/h）、米3/秒（m3/s）、升/秒（1/s），也可用重量计，以G表示，单位为吨/时（t/h）、吨/秒（t/S）、千克/秒（kg/s）。G与Q的关系： (3-1) r-液体的
29、重量（千克/米3） 2) 扬程（H） 泵的扬程是指单位重量的液体通过泵所增加的能量。以H表示，实质上就是水泵能够扬水的高度，又叫总扬程或全扬程。单位为米液柱高度，习惯上省去“液柱”，以米（m）表示。泵的总扬程由吸水扬程两部分组成，因此总扬程=吸水扬程=出水扬程但由于水流经过管路时受到各种阻力而减少了泵的吸水扬程和出水扬程，因此吸水扬程=实际吸水扬程+吸水损失扬程出水扬程=实际出水扬程+出水损失扬程损失扬程=吸水损失扬程+出水损失扬程 总扬程=实际扬程+损失扬程由于水泵铭牌上表明的扬程是上述水泵的总扬程，因此不能误认为铭牌上的扬程是实际扬程数值，水泵的实际扬程都比水泵铭牌上的扬程数值小。因此在确
30、定水泵扬程时，这一点要特别注意，否则，如果只按实际扬程来确定水泵的扬程，订购来的水泵扬程就低了，那可能会降低水泵的效率，甚至打不上水来。损失扬程与管路上的水管和附近种类（低阀、闸阀、逆止阀、直管、弯管）、数量、水管内径、管长、水管内壁粗糙程度以及水泵流量等都有密切关系，这一点在管路设计和选配水管和附件时也应注意。 3) 允许吸上真空高度（HS）允许吸上真空高度是指真空表读数吸水扬程，也就是泵的吸水扬程（简称泵的吸程），包括实际吸水扬程和吸水损失扬程之和。以Hs表示，单位为米（m）。允许吸上真空高度是安装水泵高度的重要参数，安装水泵时，应使水泵的吸水扬程小于允许吸上真空高度值，否则安装过高，就吸
31、不上水或产生气蚀现象、 4) 转速（n）转速是指泵叶轮每分钟的转数，以n表示，单位为转/分（r/min）。每台泵都有一定的转速，不能随意提高或降低，这个固定的转速称为额定转速，水泵铭牌上标定的转速即为额定转速。如果远大于额定转速，不但会引起动力机超载或转不动，而且泵的零部件也容易损坏；转速降低，泵的效率就会降低，影响水泵的正常工作。 5) 比转数（ns）在前述水泵型号中，有些型号的组成部分有比转数这个参数。比转数与转速是两个概念，水泵的比转数，简称比速，通常用符号为ns。水泵的比转数是指一个假象的所谓标准水泵叶轮的转数，这个假想的水泵与真实水泵的叶轮各部分都几乎相似而在消耗功率为0.735千瓦
32、、扬程为1米、流量为0.075立方米/秒时所具有的转数。叶轮形状相同或相似的水泵比转数相同，叶轮形状不相同或不相似的水泵比转数不相同。如轴流泵比转数比混流泵大，混流泵比转数也是放映水泵特性的综合性指标。此外，要注意比转数大的水泵，其转速不一定高；比转数小的，转速不一定低。大流量、低扬程的水泵，比转数大，防止则小。一般比转数较低的离心泵，其流量小、扬程高；而比转数较高的轴流泵，其流量大、扬程低。6) 功率功率是指机组在单位时间内作功的大小。水泵功率可分为有效功率、轴功率和配套功率三种。(1) 有效功率 它是出丢水泵内部损失功率后，纯用于羊水所消耗的功率，因此又称为净功率、输出功率或水马力。常用符
33、号为N效，单位为千瓦（或马力）。有效功率只可用水泵的流量和扬程计算得出： (3-2)(2) 轴功率它是动力机传给水泵轴上的功率，因此称为轴功率或输入功率。要包括泵体内轴承的摩擦、水泵轴与填料的摩擦、水与叶轮、泵壳间的摩擦，以及泵内高压水的回漏等所消耗的功率。 (3) 配套功率 它是指水泵应选配的动力机的功率，一次又称有用功率。常用符号为N配，它比轴功率大。这是因为动力机把动力传递给水泵的过程中，有传动损失；同时还要考虑水泵工作时，流量及扬程有波动而可能出现动力机超载，因此动力机需要比水泵轴功率大的功率储备。配套功率可按下式求得： (3-3) 动力安全系数（或称备用系数）可根据水泵轴功率大小确定
34、，轴功率小时取大值。传动交率要根据传动类型和传动方式确定。采用联轴器直接传动时，取。采用皮带传动时，开口式传动取，交叉传动取0.9，半交叉取0.920.94；三角带传动取0.96。 7) 效率（n） 效率是指有效功率与轴功率的比值，因此他是反映泵对动力所给予的功率利用程度的技术经济指标。常用符号为n，其大小用百分数来表示。可用下式表达： (3-4) 由于有效功率小与轴功率，因此水泵效率永远小于1。但水泵效率值越大说明有效功率越大，泵内损失功率越小。我们选择水泵时，应尽量选择效率高的水泵铭牌上的效率是指水泵可能达到的最高效率，一般农用水泵的最高效率为60%80%，有些大型水泵超过了80%11。
35、选择步骤 1) 列出基本数据： (1) 介质的特性：介质名称、比重、粘度、腐蚀性、毒性等。 (2) 介质中所含固体和颗粒、含量多少。 (3) 介质温度。 (4) 所需要的流量，一般工业用泵在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄漏量，但必须考虑工艺变化时对流量的影响。 (5) 压力，吸水池压力，排水池压力，管道系统中的压力降。 (6) 管道系统数据。 2) 确定流量扬程和流量 (1) 如果生产工艺中已给出最小、正常、最大流量，应按最大流量考虑。 (2) 如果生产工艺中只给出正常流量，应考虑留有一定的余量。 (3) 如果基本数据值只给重量流量，应换算成体积流量。14。 硬件接线图 系统的硬件连接图即P
36、LC和系统中各个硬件的连线。图3-1 硬件接线图 花样喷泉PLC控制输入输出点分配表3-1 I/O分配表输入信号输出信号序号名称输入点编号序号名称输出点编号1停止按钮X01电源提示Y02启动按钮X12控制水管1喷水Y13花样1选择按钮X23控制水管2喷水Y24花样2选择按钮X34控制水管3喷水Y35花样3选择按钮X45控制水管4喷水Y46灯控按钮X56红灯Y57连续按钮X67黄灯Y68自动按钮X78绿灯Y79报警输入X89慢速Y1010中速Y1111快速Y1212故障报警Y13第4章 系统软件设计4.1 PLC梯形图概述梯形图时使用的最多的图形编程语言，被称为PLC的第一编程语言。梯形图与电器
37、控制系统的电路图很相似，具有直观易懂的优点，很容易被工厂电气人员掌握，特别适用于开关量逻辑控制。梯形图常被称为电路或程序，梯形图的设计成为编程。PLC梯形图中的某些编程元件沿用了几点起这一名称，如输入继电器、输出继电器、内部继电器等，该存储单元如果为“1”状态，则表示梯形图中对应软继电器的线圈“通电”，其常来触电接通，常闭触点断开，称这种状态时该软继电器的“1”或“ON”状态。如果该存储单元为“0”状态，对应软继电器的线圈和触点的状态与上述的相反，称该软继电器为“0”或“OFF”状态。使用中也常将这些“软继电器”称为编程元件12。4.2 系统工作过程分析 1) 按启动按钮开始运行。 2) 按下
38、花样1按钮，执行花样1喷泉花样。 3) 按下花样2按钮，执行花样2喷泉花样。 4) 按下花样3按钮，执行花样3喷泉花样。 5) 无论哪个花样，只要第2层喷水时，红灯亮；只要第3层喷水时，黄灯亮；只要第4层喷水时，绿灯亮。 6) 按下自动按钮，顺序执行花样1、2、3。 7) 按下停止按钮，运行停止15。 开始 控制系统程序设计 初始状态启动按钮停止按钮 否 是 否 是 花样开关3花样开关2花样开关1否 否 否 是 是 是 花样2 花样1 花样3连续按钮连续按钮是 是 是 连续按钮 否 否 否图4-1 控制系统流程图 按启动X001，Y000闭合，电源供电；按灯控X005，M0闭合，执行灯光；按连
39、续X006，M1闭合，执行连续；按自动X007，M2闭合，执行自动；按选择开关X002，执行花样1；按选择开关X003，执行花样2；按选择开关X004，执行花样3。图4-3 启动选择梯形图 花式喷泉的第1种花样 开始 初始状态花样开关1 否 是喷水管4、3、2、1 隔2秒依次喷水喷水管1喷水2秒 否 是 一起喷水15秒达到15秒 否 是喷水管1、2、3、4 隔2秒依次喷水喷水管4喷水2秒 否 是 一起喷水15秒达到15秒 否 连续按钮 是 是 否 图4-3 花样1流程图选择花样1：进入S21阶段，第4层中速喷水,有灯光时，绿灯亮，2秒后进入S22阶段；进入S22阶段，第3层低速喷水,有灯光时，
40、黄灯亮，2秒后进入S23阶段；进入S23阶段，第2层中速喷水,有灯光时，红灯亮，2秒后进入S24阶段；进入S24阶段，第1层低速喷水,无灯光效果，2秒后进入S25阶段；进入S25阶段，1、2、3、4层全部高速喷水,有灯光时，红黄绿灯全亮，15秒后进入S26阶段；进入S26阶段，第1层低速喷水,无灯光效果，2秒后进入S27阶段；进入S27阶段，第2层中速喷水,有灯光时，红灯亮，2秒后进入S28阶段；进入S28阶段，第3层低速喷水,有灯光时，黄灯亮，2秒后进入S29阶段；进入S29阶段，第4层中速喷水,有灯光时，绿灯亮，2秒后进入S30阶段；进入S30阶段，1、2、3、4层全部高速喷水,有灯光时，红黄绿灯全亮，15秒后进行选择：M1闭合M2断开，则返回执行S21阶段；M2闭合，则进入S31阶段；M1、M2都断开，则返回花样选择状态。图4-4 花样1梯形图 花式喷泉的第2种花样 开始 初始状态