花式喷泉控制要求引用地址【设计】

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0 前言

花式喷泉常用于休闲广场、景区或游乐场。采用PLC控制,通过改变喷泉喷头的时间控制程序,可以将花哨的喷泉变成不同的图案,满足不同场合的喷水要求。

1 花式喷泉控制要求

以由A、B、C三组喷嘴组成的花式喷泉为例,喷泉示意图及控制时序图如图2所示,采用PLC控制完成系统设计。

图1 喷泉示意图

图2 控制时序图

控制要求如下。

1)早上8:00按下启动按钮SB1,A、B、C三组喷嘴按图2所示时序图循环工作15小时,11点自动停止:00 晚上。9小时后,即次日早上8:00,花式喷泉会按照图2所示的时序图自动开始循环15小时,然后在晚上11:00自动停止工作。每天按上述时间连续循环工作。

2)按下停止按钮SB2后,喷泉停止工作,即3组喷嘴停止喷水。

2 任务分析

通过控制要求不难看出,这个任务是一个有延时的长期顺序控制(工作时间为上午8:00到晚上11:00,共15个小时;3组喷头工作以一定的顺序延迟)。控制器选用S7-200,PLC有3种定时时基(1ms、10ms、100ms),最长定时时间为3276.7s,无法达到时间限制这个任务。

因此,需要采用“计数器+定时器”的继电器定时组合来实现长延时控制。另外,3组喷头按一定的时序工作,可以选择一个比较指令,也可以用几个定时器组成一个时序脉冲发生器。因此,采用经验设计法编程,该任务需要综合使用位逻辑指令、比较指令、定时器指令和计数器指令。

另外,如果采用时序控制设计方法来完成这个任务的编程,需要先根据喷泉三组喷头的工作时序图绘制时序功能图,然后转换为如果 SCR 程序与经验设计方法中使用的指令相似。分段梯形图。

无论采用哪种方式,都需要定时器和计数器的组合来完成24小时自启动计时和15小时连续喷水控制,所以时钟电路的计时控制程序是一样的。

3 任务实现

3.1 经验设计方法

针对这一任务,首先,根据前面所学的典型基本控制电路,采用经验设计方法完成程序编程。大致遵循以下步骤。

1)分析控制要求,选择控制原则。根据前面的分析,长延时控制要求,所以需要使用基本位逻辑指令和定时器+计数器组合来完成。

2)分析系统的控制信号和受控信号,确定输入和输出设备。本任务中,启动按钮控制整个系统的启动,停止按钮用于控制喷泉停止工作,三组喷嘴作为控制信号按时序图喷水实现花哨的喷泉。因此,系统有2个控制信号和3个受控信号。

3)用于 I/O 地址分配的可选 PLC。

本任务中分别有2、3个控制信号和受控信号,最小的CPU222可以满足要求,同时分配I/O地址,如表1所示。

4)画PLC外部接线图

由于PLC控制接线图和花式喷泉的梯形图需要结合起来完成一个系统的设计,所以外部接线图的辅助触点开关(常开、常闭)需要一对一与梯形图一一对应。

安装接线时,为了最大限度地发挥程序保护电路的作用,控制喷头喷水的电磁阀 YV1、YV2、YV3 不应接在 CPU222 的输出端暂且等待梯形图调试通过后再接线,如图3所示。

图3 花式喷泉PLC控制电路图

5)设计梯形图程序

梯形图程序的设计需要设计执行元件的控制程序,用最简单的启停电路完成程序设计,最后检查控制功能是否实现,完善程序。

首先编辑符号表,如图 4 所示。

图4 花式喷泉PLC控制符号表

从前面对任务控制需求的分析可以看出,系统的程序控制是一个有延时的长期时序控制(时序图中三组喷头依次工作),所以在编程时,需要设计一个24小时自启动和工作时间为15小时的时钟电路,然后设计花式喷泉中三组喷嘴A、B、C的顺序控制,最后加上自启动和停止控制程序。程序框图如图 5 所示。

图 5 花式喷泉PLC控制程序梯形图

这种常用方法选用6个定时器组成一个序列脉冲发生器。根据时序图可以看出,三组喷头的循环周期为30s,而在最后3s内,三组喷头不工作,也就是工作的有效时间是 27 秒。因此,这个任务也可以使用比较指令来完成对喷泉的控制,每条数据的比较时间为27 s。

西门子PLC的比较指令主要用于两个操作数按一定条件进行比较,即相同数据类型的两个有符号数或无符号数的比较判断操作。

比较指令的操作数可以是整数或实数(浮点数)。在梯形图中s7一200顺序控制编程视频,用参数和操作符的常开(动、合)触点来表示比较指令。当比较条件满足时(比较结果为真),触点闭合,否则断开。

在梯形图程序中,比较触点可以直接加载,也可以串联或并联使用。本次任务选择时基为100ms的T37定时器,预设值PT=270。使用比较指令设计的梯形图如图 6 所示。

图6 对比指令设计的花式喷泉PLC控制程序梯形图

这两种方法的总体思路是相似的。他们主要依靠学生的经验来设计。根本没有严格的规定。需要多次反复修改和改进才能满足设计要求。编程结果也因人而异。仅就网络数量而言,比较指挥优势明显,网络数量少,易于理解。

3.2 顺序控制设计方法

所谓顺序控制,就是在各个输入信号的作用下,按照系统的内部状态和时序,控制各个执行机构在各个任务过程中的自动有序工作。这种系统称为顺序控制。系统,又称步进控制系统。在这个任务中s7一200顺序控制编程视频,三组喷嘴的喷水状态可以分解为几个独立的控制动作。这些动作都需要按照时序图的顺序来保证花式喷泉的正常喷水,所以我们可以使用时序控制设计的方法来完成这个任务的PLC编程。

首先要根据顺序控制要求划分工作步骤,然后以每一步为核心,从最初的一步一步开始,确定每一步过渡到下一步的条件,即跳转条件,并画出完整的时序函数图。,最后转换成梯形图完成程序设计。

绘制的时序函数图如图7所示。初始状态为S0.0。按下启动按钮或24小时定时自启动是从初始步到工作步的过渡条件。三组喷嘴的工作方式不同。这些状态对应于不同的工作步骤。工步S0.6到下一步的转移条件为计数器C1(15h),C1的计数器到达时间,返回S0.0,否则返回S0.1,开始下一轮喷水。由于任何时候按下停止按钮I0.1都会返回到起始步,所以每一步都有跳转到S0.0。

图7 花式喷泉PLC控制时序功能图

采用SCR指令的编程方式,将图7所示的时序功能图转换为图8所示的PLC控制梯形图,以方便程序的调试。

图8 花式喷泉顺序控制PLC程序

4。结论

本文采用两种不同的方法设计花式喷泉PLC控制需求,其中体验设计方法使用不同的指令分别完成,为PLC初学者的编程思路提供参考。

通过这些思路的应用,不难发现,在编程中使用了定时器+计数器的组合,这是经验设计法与时序控制法的相似之处;在三种不同的指令中,经验设计法中的比较指令编程比较例如网络最少,但程序员需要有一定的编程基础;经验设计方法编写逻辑指令没有规律,编程结果不唯一;时序控制法的核心是绘制时序功能图,只要时序功能图绘制正确,梯形图的转换就固定了,

参考:

[1] 林尔夫. 可编程控制器及其应用[M].北京:中国劳动和社会保障出版社,2014.

[2] 吴中军. 可编程逻辑控制器原理与应用[M].北京:机械工业出版社,2004.

[3] 张文明.可编程控制器和网络控制技术。北京:中国铁道出版社,2011.

[4] 程洲. 可编程逻辑控制器原理与应用[M].北京:高等教育出版社,2013.

[5] 齐从谦.PLC技术与应用[M].北京:机械工业出版社,2002.

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