PLC控制花样喷泉课程设计报告

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它的内部器件,即内存中的数据存储区,种类繁多,容量宏大。I/O继电器,可以用以存储入、出 点信息的,少的几十、几百,多的可达几千、几万,以至10几万。这意味着它可进行这么多I/O点的入出信息变换,进行这么大规模的控制。

它的内部种种继电器,相当于中间继电器,数量更多。内存中的一个位就可作为一个中间继电器。

它的计数器、定时器也很多,是继电电路所望尘莫及的。小小的箱体或模块,其内部定时器、计数器可达成百、成千。这也是因为只要用内存中的一个字,再加一些标志位,即可成为定时器、计数器,所以才那么多。

而且,这些内部器件还可设置成丢电保持的,或丢电不保持的,即上电后予以清零的。以满足不同的使用要求。这些也是继电器件所难以做到的。 2、使用方便

用PLC实现对系统的控制是非常方便的。这是因为:首先PLC控制逻辑的建立是程序,用程序代替硬件接线。编程序变接线,更改程序变更改接线,当然要方便得多。

其次PLC的硬件是高度集成化的,已集成为种种小型化的模块。而且,这些模块是配套的,已实现了系列化与规格化。种种控制系统所需的模块,PLC厂家多有现货供应,市场上即可购得。所以,硬件系统配置与建造也非常方便。

正因如此,用可编程序控制器才有这个“可”字。对软件讲,它的程序可编,也不难编。对硬件讲,它的配置可变,而且也易于变。 3、工作可靠

用PLC实现对系统的控制是非常可靠的。这是因为PLC在硬件与软件两个方面都采取了很多措施,确保它能可靠工作。事实上,如果PLC工作不可靠,就无法在工业环境下运用,也就不成其为PLC了。

(1) 在硬件方面:

PLC的输入输出电路与内部CPU是电隔离。其信息靠光耦器件或电磁器件传递。而且,CPU板还有抗电磁干扰的屏蔽措施。故可确保PLC程序的运行不受外界的电与磁的干扰,能正常地工作。

PLC使用的元器件多为无触点的,而且是高度集成的,数量并是不太多,这就为其可靠工作提供了物质基础。

在机械结构设计与制造工艺上,为使PLC能安全可靠地工作,也采取了很多措施,可确保PLC耐振动、耐冲击。使用环境温度可高达摄氏50多度,有的PLC可高达80--90度。

有的PLC的模块可热备,一个主机工作,另一个主机也运转,但不参与控制,仅作备份。一旦工作主机出现故障,热备的可自动接替其工作。

此外,有的PLC还采用三取一的设计,CPU、I/O模块、电源模块都冗余或其中的部分冗余。三套同时工作,最终输出取决于三者中的多数决定的结果。这可使系统出故障的机率几乎为零,做到万无一失。当然,这样的系统成本是很高的,只用于特别重要的场合,如铁路车站的道叉控制系统。 (2)软件方面:

PLC的工作方式为扫描加中断,这既可保证它能有序地工作,避免继电控制系统常出现的\冒险竞争\,其控制结果总是确定的;而且又能应急处理急于处理的控制,保证了PLC对应急情况的及时响应,使PLC能可靠地工作。

为监控PLC运行程序是否正常,PLC系统都设置了“看门狗”(Watchingdog)监控程序。运行用户程序开始时,先清\看门狗\定时器,并开始计时。当用户程序一个循环运行完了,则查看定时器的计时值。若超时(一般不超过100ms),则报警。严重超时,还可使PLC停止工作。用户可依报警信号采取相应的应急措施。定时器的计时值若不超时,则重复起始的过程,PLC将正常工作。显然,有了这个“看门狗”监控程序,可保证PLC用户程序的正常运行,可避免出现“死循环”而影响其工作的可靠性。

PLC还有很多防止及检测故障的指令,以产生各种检测模块工作正常与否的提示信号。可通过编制相应的用户程序,对PLC的工作状况,以及PLC所控制的系统进行监控,以确保其可靠工作。

PLC每次上电后,还都要运行自检程序及对系统进行初始化。这是系统程序配置了的,用户可不干预。出现故障时有相应的出错信号提示。

正是因为PLC在软、硬件诸方面有强有力的可靠性措施,才确保了PLC能够可靠的工作。它的平均无故障时间可高达几万小时以上;出了故障时的平均修复时间却很短,几小时以甚至几分钟就可以了。

曾有人做过为什么要使用PLC的问卷调查。在回答中,多数用户把PLC工作可靠作为选用它的主要原因,即把PLC能可靠工作,作为它的首选指标 4、经济合算

尽管使用PLC首次投资要大些,但从全面及长远看,使用PLC还是经济的。这是因为: 使用PLC的投资虽大,但它的体积小、所占空间小,辅助设施的投入少;使用时省电,运行费少;工作可靠,停工损失少;维修简单,维修费少;还可再次使

用以及能带来附加价值等等,从中可得更大的回报。所以,在多数情况下,它的效益是很可观的。

3 喷泉设计方案

控制要求分析

1.按下启动按钮,喷泉开始工作;按下停止按钮,喷泉停止工作; 2.喷泉的工作方式由花样选择开关和单步/连续开关决定;

3.当单步/连续开关在单步位置时,喷泉只能按照花样选择开关设定的方式,运行一个循环;

4.花样选择开关用于选择喷泉的喷水花样,考虑以下4种喷水花样:

花样选择开关在位置1时,按下启动按钮后,4号喷头喷水,延时2s后,3号喷头喷水,在延时2s后,2号喷头喷水,又延时2s后,1号喷头喷水。18s后,如果为单步工作方式,则停下来;如果为连续工作方式,则继续循环下去。

花样选择开关在位置2时,按下启动按钮后,1号喷头喷水,延时2s后,2号喷头喷水,在延时2s后,3号喷头喷水,又延时2s后,4号喷头喷水。30s后,如果为单步工作方式,则停下来;如果为连续工作方式,则继续循环下去。

花样选择开关在位置3时,按下启动按钮后,1号、3号喷头喷水,延时3s后,2号、4号喷头喷水,同时1号、3号喷头停止喷水。如此交替运行15s后,4组喷头全部喷水,30s后,如果为单步工作方式,则停下来;如果连续工作方式,则继续循环下去。 花样选择开关在位置4时,按下启动按钮后,按照1->2->3->4的顺序,依次间隔2s喷水,然后一起喷水。30s后,按照 1->2->3->4的顺序,依次间隔2s停止喷水。在经1s延时,按照4->3->2->1的顺序,依次间隔2s 喷水,然后一起喷水,30s后停止。如果为单步工作方式,则停下来;如果为连续工作方式,则继续循环下去。 PLC的选型

S7-200 PLC 具有集成的24V负载电源,它可以直接连接到传感器、变送器和执行器,CPU221、222具有180mA输出,CPU224、224XP、CPU226分别输出280mA或400mA电流,可做负载电源。

该设计中系统开关量输入点只有两个,开关量输出点有6个,如果选用CPU221 PLC (6输入/4输出),需要扩展单元,参照西门子S7-200产品目录及市场实际价格,选用主机为CPU222(8输入/6输出)。CPU222的主要技术数据见表3-1。

表3-1 CPU222的主要技术数据 特性 CPU222 外形尺寸/mm×mm×mm 90×80×62 程序存储区 2048字 数据存储区 掉电保护时间/h 本机I/O 扩展模块数量 1024字 50 8入/6出 2 高速计数器,单相,双4路30KHz,2路20KHZ 相 脉冲输出(DC) 模拟电位器 实时时钟 通讯口 浮点运算 I/O映像区 布尔指令执行速度 PLC的 I/O分配简介 开关量输入模块的选择

开关量输入模块的输入信号的电压等级有:直流5V、12V、24V、48V、60V等;交流110V、220V等。选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。一般5V、12V、24V用于传输距离较近场合,如5V输入模块最远不得超过10米。距离较远的应选用输入电压等级较高的模块。

开关量输入模块的选择时应注意以下几点: 1、输入接线方式

开关量输入模块主要有汇点式和分组式两种接线方式:汇点式的开关量输入模块所有输入点共用一个公共端(COM);而分组式的开关量输入模块是将输入点分成若干组,每一组(几个输入点)有一个公共端,各组之间是分隔的。分组式的开关量输入模块价格较汇点式的高,如果输入信号之间不需要分隔,一般选用汇点式的。 2、注意同时接通的输入点数量

对于选用高密度的输入模块(如32点、48点等),应考虑该模块同时接通的点数一般不要超过输入点数的60%。 3、输入门槛电平

2路20KHZ 1 配时钟卡 1RS-485 有 256(128入/128出) üs/指令

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