引言………………………………………………………………………1
1 课程背景 ……………………………………………………………2
1.1 课题背景…………………………………………………………………………2
1.2 课程设计的目的与意义…………………………………………………………2
2 概述、设计任务和要求 ……………………………………………3
2.1 已知情况…………………………………………………………………………3
2.2 设计任务和要求…………………………………………………………………3
3 设计方案 ……………………………………………………………5
3.1 总体设计思路……………………………………………………………………5
3.2 I/O地址 ………………………………………………………………………5
3.3 I/O电气接口图 ………………………………………………………………5
4 控制程序 ……………………………………………………………6
4.1 梯形图 …………………………………………………………………………6
4.2 指令语句表 ……………………………………………………………………6
5 调试…………………………………………………………………10
5.1 调试过程 ………………………………………………………………………10
5.2 调试时遇到的问题及解决方法 ………………………………………………10
6 结论…………………………………………………………………11
参考文献 ………………………………………………………………12
附录一…………………………………………………………………13
引言
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。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；能向执行机构。
1 课程背景
1.1 课题背景
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 logic controller)。
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。
1.2 课程设计的目的与意义
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。
而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。
2 概述、设计任务和要求
2.1 概述
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。如图所示，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。
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。
2.2 设计任务和要求
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，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，1~4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，1~4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，1→2→3→4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4→3→2→1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.不论在什么工作方式下，按下停止按钮，喷水池将停止运行。
3 设计方案
3.1 总体设计思路
根据概况、控制要求、设计任务和要求，喷水池控制系统的思路是先进行各个环节的设计，然后将其整合成一个完整的程序。
课程设计总共划分为以下4个部分，依次进行，各个环节的任务分配如下:
(1) 程序设计
采用分段设计法，最后进行合并完成程序的设计；
(2)电气设计
将设计出PLC的输入输出图，梯形图、指令表；
(3) 安装、接线、联合测试
用实验箱做模拟，将对设计好的程序进行调试；
(4) 后期的设计报告书书写
说明实验报告书的要求、将实验的过程，以及调试中的故障及排除方案编写成设计说明书。
下面将按照这个总体设计思路的安排，逐步进行。
工作流程图2所示：
3.3 I/O电气接口图
3.2 I/O地址
输入 输出
X0：启动按钮 Y0：喷水池工作指示
X1：1号方式选择开关 Y1：1号喷水阀工作
X2：2号方式选择开关 Y2：2号喷水阀工作
X3：3号方式选择开关 Y3：3号喷水阀工作
X4：4号方式选择开关 Y4：4号喷水阀工作
X5：单步／循环选择开关
X6：停止按钮
图2 工作流程图
4 控制程序
4.1 梯形图
见附录一
4.2 指令语句表
LD X0
SET M0
LD X1
LD Y5
ANI Y6
ANI Y7
ANI Y0
ORB
OUT Y5
LD X2
LDI Y5
AND Y6
ANI Y7
ANI Y0
ORB
OUT Y6
LD X3
LDI Y5
ANI Y6
AND Y7
ANI Y0
ORB
OUT Y7
LD X4
LDI Y5
ANI Y6
ANI Y7
AND Y0
ORB
OUT Y0
LD X1
OR Y5
AND M0
ANI T4
LD T7
AND M0
ORB
LD T9
ANI T10
AND M0
ORB
LD T11
ANI T12
AND M0
ORB
LD T15
ANI T19
AND M0
ORB
LD T20
AND M0
ORB
OUT Y4
LD T1
OR T6
AND M0
LD X3
OR Y7
AND M0
ANI T9
ORB
LD T11
ANI T12
AND M0
ORB
LD T14
ANI T18
AND M0
ORB
LD T21
AND M0
ORB
OUT Y3
LD T2
OR T5
AND M0
LD T9
AND M0
ANI T10
ORB
LD T11
AND M0
ANI T12
ORB
LD T13
AND M0
ANI T17
ORB
LD T22
AND M0
ORB
OUT Y2
LD T3
AND M0
LD X2
OR Y6
AND M0
ANI T8
ORB
LD X3
OR Y7
AND M0
ANI T9
ORB
LD T11
ANI T12
AND M0
ORB
LD X4
OR Y0
AND MO
ANI T24
ANI T16
ORB
LD X4
OR Y0
AND MO
ANI T24
ANI T23
ORB
OUT Y1
LD X1
OR Y5
ANI T4
AND M0
OUT T1
K20
LD T1
OUT T2
K20
LD T2
OUT T3
K20
LD T3
OUT T4
K150
LD X2
OR Y6
ANI T4
AND M0
OUT T5
K20
LD T5
OUT T6
K20
LD T6
OUT T7
K20
LD T7
OUT T8
K300
LD X3
OR Y7
ANI T10
AND M0
OUT T9
K30
LD T9
OUT T10
K30
LD X3
OR Y7
ANI T12
AND M0
OUT T11
K270
LD T11
OUT T12
K300
LD X4
OR Y0
ANI T24
AND M0
OUT T13
K20
LD T13
OUT T14
K20
LD T14
OUT T15
K20
LD T15
OUT T16
K300
LD T16
OUT T17
K20
LD T17
OUT T18
K20
LD T18
OUT T19
K20
LD T19
OUT T20
K10
LD T20
OUT T21
K20
LD T21
OUT T22
K20
LD T22
OUT T23
K20
LD T23
OUT T24
K300
LD X5
ANI Y10
LDI X5
AND Y10
ORB
OUT Y10
LD T4
OR T8
OR T12
OR T24
LD X5
OR Y10
ANB
OR X6
RST M0
END
5 调试
5.1 调试过程
1)接通电源，下载程序，将实验谈上按钮拨到“run”；
2)按下启动按钮X0，程序开始运行；
3)X1为ON时——按下启动按钮X0后，4 号喷水，延时 2s，3 号喷水，再延时2s，2 号喷水，再延时 2s，1 号喷水，接着一起喷水 15s 。当X5为ON时，则只运行一个循环；当X5为OFF时，则反复循环运行。当按下停止按钮X6时，喷水池立即停止工作。再次使X1为ON时，结果同上。
4) X2为ON时——按下启动按钮X0后，1 号喷水，延时 2s，2 号喷水，再延时 2s，3 号喷水，再延时 2s，4 号喷水，接着一起喷水 30s。当X5为ON时，则只运行一个循环；当X5为OFF时，则反复循环运行。当按下停止按钮X6时，喷水池立即停止工作。再次使X2为ON时，结果同上。
5)当X3为ON时——按下启动按钮X0后，1、3 号同时喷水，延时 3s 后，2、4 号同时喷水，1、3 号停止喷；交替运行 5 次后，再 1～4 号全部喷水 30s。当X5为ON时，则只运行一个循环；当X5为OFF时，则反复循环运行。当按下停止按钮X6时，喷水池立即停止工作。再次使X3为ON时，结果同上。
6)当X4为ON时——按下启动按钮X0后，喷水池 1～4 号水管的工作顺序为：1→2→3→4 按顺序延时 2s 喷水，然后一起喷水 30s 后，1、2、3 和 4 号 水管分别延时 2s 停水，再等待 1s，由 4→3→2→1 反序分别延时 2s 喷水，然后 再一起喷水 30s。当X5为ON时，则只运行一个循环；当X5为OFF时，则反复循环运行。当按下停止按钮X6时，喷水池立即停止工作。再次使X4为ON时，结果同上。
7)按下X5，改变单步/连续运行；
8)按下X6程序停止；
5.2 调试时遇到的问题及解决方法
1.按下X0，程序起动后，无论按那个按钮程序不运行；
解决方案：X1、X2、X3、X4没有自锁与互锁，必须要长时间按下，或加入自锁与互锁；
2.按下X5，由连续改单步，无法实现。
解决方案：X5没有自锁与互锁，加入此功能；
6 结论
本系统主要以可编程控制器PLC和变频器的强大的控制功能，实现了利用可编程控制器和变频器控制花式喷泉的功能，具有接线简单、编程直观、扩展容易等特点。当花式喷泉的功能增加时，只需增加相应程序以及输出的功能，要改动的地方也较少，调试结果表明，在适应性、灵活性、精确性和可靠性方面，都达到了设计要求，表明该设计方案是可行的。
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。就是相对繁琐了一些，在一些小的方面容易出错。但是在同学们的一起努力下，我们还是成功的完成了任务。
这次课程设计使我懂得了理论与实践相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把理论与实践结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和思考的能力。
通过本设计，我学习到了很多东西，在工作的细心上也得到了提高。并且，更了解里有关可编程器件和变频器的功能。我选择这个设计，也是为了弥补以前学习上的不足，这次设计，使我了解到老师的用心良苦，并且从老师那学到了很多宝贵的知识。
参考文献
[1]电器与可编程控制器应用技术， 邓则名 程良伦 谢光汉 主编，机械工业出版社，2008
[2]可编程控制器指导书，李文娟 主编
[3]可编程控制器应用技术，张万忠主编，化学工业出版社，2002
附录一
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