自动化技术综合实训报告花式喷泉的plc自动控制.doc

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1、自动化技术综合实训报告实训题目：花式喷泉的PLC自动控制院 系：信息工程与自动化学院自动化系 专 业：测控技术与仪器 班 级： 081班 姓 名： 学 号： 指导教师： 实训地点： 昆明理工大学 开课时间： 2011年6月27日至2011年7月11日 学生姓名： 实训评分序号评价内容分数序号评价内容分数1出勤（10分）3实训任务完成情况（50分）2课题难度分值（10分）4实训总结报告（30分）实训总成绩： 分指导教师评语： 指导教师（签名）： 年 月 日目录1 实训的目的及要求 21.1 实训的目的 21.2 实训的要求 22 花式喷泉的功能描述 23 花式喷泉的原理分析及设计说明 43.1硬

2、件设计 43.2软件设计 64 系统调试 11结论 15总结与体会 16致谢 16参考文献 16附录 171 实训目的及要求1.1 实训目的通过自动化综合实训，提升对专业知识的认识和应用能力，锻炼思考问题、解决问题的方式、方法，提高解决工程控制实际问题的能力。培养同学之间团队合作的精神以及一丝不苟的工作方式。1.2 实训要求自动化技术综合实训的要求：对一般电气控制线路具有独立分析与设计和改造的能力，掌握可编程序控制器的基础知识、PLC控制系统的硬件配置及程序设计方法。熟练使用GX Developer编程软件进行程序设计和使用仿真软件GX Simulator进行模拟监视与调试。独立完成花式喷水池

3、装置的PLC控制系统的设计，实现其所有功能并进行仿真与调试。按要求完成实训报告。2、花式喷泉的功能描述在游人和居民经常光顾的场所，如公园、广场、旅游景点以及一些知名建筑物前，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样式。某花式喷泉布局为一个内接于圆的五角星形，如图2.1所示在图中的每一个交点都有一个水泵用来控制喷水，共有M1M10十个水泵。通过这些水泵的通断改变喷水池的不同喷水花样。花式喷泉控制面板元件布置如图2.2所示。图2.1 花式喷泉布局图图2.2 控制面板元件布置图在花式喷泉的PLC控制系统中，实现的功能主要有：（1）按下启动按钮时系统启动。（2）按下停止按钮时

4、系统立即停止在当前状态，然后按下启动按钮后系统继续运行。（3）可以通过单周期模式选择开关选择系统工作在单周期模式或循环模式，系统默认为循环模式。（4）系统启动后有五种花式可供选择： 选择花式1时，按下启动按钮，M1M10全部喷水，两秒后全部停止喷水。两秒后进入下一个循环，如果是单周期模式侧停止。 选择花式2时，按下启动按钮，M1M5全部喷水，两秒后M1M5停止喷水同时M6M10开始喷水。两秒后进入下一个循环，如果是单周期模式侧停止。 选择花式3时，按下启动按钮，后M1M10每隔两秒后依次喷水，进入下个喷水状态时前一个喷水状态不消失。两秒后进入下一个循环，如果是单周期模式侧停止。 选择花式4时，

5、按下启动按钮，M1,M6,M7,M3喷水，两秒后M8,M9,M5喷水，两秒后M10,M2喷水，两秒后M4喷水。两秒后进入下一个循环，如果是单周期模式侧停止。 选择花式5时，按下启动按钮，M1,M6,M7,M3,M8,M9,M5喷水，两秒后M1,M6,M7,M3，M8,M9,M5停止喷水同时M2,M7,M8,M4,M9,M10,M1喷水，两秒M2,M7,M8,M4,M9,M10,M1停止喷水同时M3,M8,M9,M5,M10,M6,M2喷水，两秒后M3,M8,M9,M5,M10,M6,M2停止喷水同时M4,M8,M7,M2,M1,M10,M9喷水，两秒后M4,M8,M7,M2,M1,M10,M9

6、停止喷水同时M5,M9,M8,M3,M7,M6,M1喷水，两秒后M1M10喷水。两秒后进入下一个循环，如果是单周期模式侧停止。3、花式喷泉的原理分析及设计说明3.1硬件设计依据花式喷泉的控制要求、实际控制需求以及输入/输出变量特点，选用日本三菱的FX2N系列继电器输出型的PLC，即选择FX2N-32MR PLC，可满足控制要求。内部元件布置图及花式喷泉电器原理图如图3.1，图3.2所示。图3.1花式喷泉内部元件布置图图3.2花式喷泉电器原理图3.2软件设计（1）花式喷泉的I/O分配表如表3.1所示，I/O接线图如图3.3所示。表3.1 I/O分配表名称输入输出系统启动按钮SB1X0选择开关1

7、SQ1X1选择开关2 SQ2X2选择开关3 SQ3X3选择开关4 SQ4X4选择开关5 SQ5X5系统停止按钮 SB2X6单周期模式选择开关SQ6X7控制水泵M1工作信号KM1Y0控制水泵M2工作信号KM2Y1控制水泵M3工作信号KM3Y2控制水泵M4工作信号KM4Y3控制水泵M5工作信号KM5Y4控制水泵M6工作信号KM6Y5控制水泵M7工作信号KM7Y6控制水泵M8工作信号KM8Y7控制水泵M9工作信号KM9Y10控制水泵M10工作信号KM10Y11图3.3 I/O接线图（2） 花式喷泉程序流程图如图3.4所示。图3.4 花式喷泉程序流程图（3） 部分状态转移图如以下各图所示。 图3.5

8、花式1状态转移图 图3.6 花式2状态转移图 图3.7 花式3状态转移图 图3.8 花式4状态转移图（4）梯形图描述控制方式通过步进梯形图来实现，通过步进梯形图的选择分支选择程序执行花式1、花式2、花式3、花式4、花式5五条分支的其中的一条分支流程。其中在同一时刻只允许选择执行一条分支，即不能同时转移到几条分支。通过M8040实现系统可以停止在当前状态，复位后系统可以继续远行。详细梯形图见附录4、 系统调试（1）在系统仿真调试时，通过软元件测试菜单如图4.1所示中的软元件强制ON和强制OFF功能对软元件进行执行通断选择。但应该注意在5种花式的选择时在同一时刻只能选择一种花式即X1X5只能有一个

9、在接通状态。图中为X0接通状态。图4.1 软元件测试菜单（2）PLC投入运行时，M8002接通一个扫描周期，状态在S0位置。选择花式时,按下启动按钮即接通X0，状态从S0转移到S20，然后如果接通X1时状态从S20转移到S21，系统就选择执行花式1方案；接通X2时状态从S20转移到S31系统就选择执行花式2方案；接通X3时状态从S20转移到S41系统就选择执行花式3方案；接通X4时状态从S20转移到S51系统就选择执行花式4方案；接通X5时状态从S20转移到S61系统就选择执行花式5方案。因注意，假如在执行花式4时需要换成花式2则因先把X4断开然后在接通X2，其它的以此类推。如果只需要单周期循

10、环则对X7强制0N/OFF取反即实现常闭触点断开常开触点接通来选择状态转移到S0或S20。花式1，2，3，4，5调试结果分别如图4.2，图4.3，图4.4，图4.5，图5.6所示。图4.2 花式1调试结果图4.3 花式2调试结果图4.4 花式3调试结果图4.5 花式4调试结果图4.6 花式5调试结果（3）需要系统在运行过程中的任何时刻暂停和开始，则按下停止按钮X6接通特殊辅助继电器M8040，状态的转移被禁止。当按下启动按钮X0时，其常闭触点断开，M8040断开，状态可以转移系统开始运行。调试结果如图4.7所示。图4.7 按下停止按钮时的调试结果结论:系统经过调试，实现了控制要求提出的全部功能

11、，程序设计正确。总结与体会通过这次的自动化综合技术实训，我们小组完成的课题是花式喷水池装置的PLC控制系统的设计。在完成此次课题的过程中，我对PLC有了更深的了解。因为PLC具有抗干扰能力强、可靠性高、通用性好、接线简单、功能完善、设计施工和调试周期短等特点已经越来越广泛的应用以工业生产过程当中，所以作为工科学生的我们学好这一门课程是很有必要的。通过实训后，我觉得我对一般电气控制线路的独立分析与设计和改造，PLC控制系统的硬件配置及程序设计方法，解决工程控制实际问题的能力都有了很大的提高。当然我也明白现在所学的还远远不够，还需继续去努力学习和了解。致谢在做实训的过程中，邹金慧老师严谨的治学态度

12、和一丝不苟的工作精神给了我深刻的启发，也给了我很大的感触。在实训中，老师指出了设计中很多还不够完善的地方并提出了许多解决方案，这使我能尽快的完成实训和完善程序功能提供了很大的帮助。在此，对皱金慧指导老师致以最真诚的谢意。同时在这里还要感谢辅导老师徐程、姜智飞、郑文翰对我的帮助和指导。感谢本组的所有人员在实训中给以大量的帮助与支持。感谢我们小组另一成员黄磊同学，正是和他的合作才能完成这次的实训，很大的提高了我们团队合作的能力。参考文献1 魏斌,孙健.可编程控制器实验与实训教程.中国水利水电出版社.2009 年9月2 史国生,鞠勇.电气控制与可编程控制器技术实训教程.化学工业出版社. 20103 郭艳萍电气控制与PLC实训北京师范大学出版社2008年7月4 皱金慧，黄宋魏.电器控制与PLC应用技术.电子工业出版社.2010年7月附录 梯形图程序