花样喷泉的PLC控制系统设计扬州工业职业技术学院2014-2015学年毕业设计课题名称：花样喷泉的PLC控制系统设计设计时间：2014年9月-2014年12月系部：电气信息工程学院班级：1203电气自动化姓名：周安全指导教师：石瑞芬总目录第一部分任务书第二部分开题报告第三部分毕业设计正文第一部分任务书扬州工业职业技术学院毕业设计任务书第二部分开题报告扬州工业职业技术学院电气信息工程学院毕业设计（论文）开题报告书（表1）第三部分毕业设计正文花样喷泉的PLC控制系统设计周安全电气自动化[摘要]花样喷泉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。
本设计以花样喷泉为研究对象，采用了S7-300系列可编程序控制器作为喷泉的控制器。
对花样喷泉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工作原理。
并提出了喷泉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PLC control system of fountainsZhou AnquanElectrical automationAbstractFigure fountain is in recent years the emergence of a garden building combined with a fancy watch a product. With the rapid development of the programmable controller in our country, to fancy fountain control requirements also more and more high, make more and more need programmable controller to realize control part. Using PLC control fancy fountain, is easy to use, reliable operation, simple control program design etc. This design to figure a fountain as the research object, USES the S7-300 series programmable controller as the controller of the fountain. For figure fountain control system was analyzed, and the overall function, this paper expounds the composition and working principle of the programmablecontroller. And put forward the fountain of hardware of each module and detailed hardware module design. This design improves the fountain system control quality, and has reached the requirement of real-time control.Keywords: Water pump Inverter Motor目录第一章绪论 (20)1.1 PLC发展史 (20)1.1.1 PLC的产生 (20)1.1.2 PLC的定义 (21)1.2 PLC的主要特点 (21)1.3 PLC的分类 (23)1.3.1根据I/O点数分类 (23)1.3.2根据结构形式分类 (23)1.3.3根据生产厂家分类 (23)1.4 PLC的应用范围及发展趋势 (24)1.4.1应用范围 (24)1.4.2发展趋势 (24)第二章花样喷泉设计方案 (26)2.1 控制要求分析 (26)2.2 PLC类型的选择 (27)2.3 S7-300的系统组成简介 (27)2.3.1 S7-300的结构特点 (27)2.3.2中央处理器CPU的功能 (28)2.3.3 S7-300的编程元件 (28)2.4 S7-300的插槽地址 (28)2.5 花样喷泉的I/O地址分配 (28)第三章花样喷泉的PLC控制程序及仿真 (30)3.1花样喷泉的PLC控制程序梯形图 (30)3.2花样喷泉的PLC仿真 (33)第四章WINCC仿真模拟 (38)4.1 WINCC简介 (38)4.2 WINCC制作 (39)4.3花样喷泉WINCC仿真画面 (41)小结 (48)致谢 (49)参考文献 (50)`第一章绪论1.1 PLC发展史1.1.1 PLC的产生在20世纪60年代，汽车生产流水线的自动控制系统主要是由继电器、接触器组成。
在当时，每一次的汽车换型都需要继电器控制线路重新设计和安装，操作机械麻烦。
随着技术的进步，人们要求的提高，汽车更新换代的周期越来越快，这样就导致继电器控制系统频繁的重装，既浪费时间又费工和废料，甚至阻碍了要更新的周期。
为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标，要求编程方便、现场可修改程序、维修方便、采用模块化结构等。
1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，并获得成功。
早期的可编程程序控制器称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。
随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围。
为了控制机器和生产过程又增加了功能，比如顺序、时间、计数和算数等，目前PLC已经广泛应用在复杂的自动化生产和控制行业中。
1971年，日本从美国引进了这项技术，很快研制出日本第一台PLC。
1973年西欧国家也研制出他们的第一台PLC。
我国从1974年开始研制，于1977年开始进入工业应用。
1.1.2 PLC的定义可编程控制器，英文名称Programmable Controller，简称PC。
但由于PC 容易和个人计算机PC（Personal Computer）混淆，故人们习惯用PLC作为可编程控制器的缩写。
PLC是英文Programmable Logic Controller的缩写。
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
1.2 PLC的主要特点（1）可靠性高，抗干扰能力强PLC是专为工业控制设计的，能适应工业现场的恶劣环境。
可以这么说，没有任何一种工业控制设备可以达到可编程控制器这样的可靠性。
它具有很强的抗干扰能力，能在极恶劣的环境下（如温度高、湿度大、金属粉尘多、距离高压设备近、有比较强的高频电磁干扰等）长期连续可靠的工作，平均无故障时间比较长，故障修复时间比较短。
（2）编程简单易学PLC的设计是面向工业企业中一般电气工程技术人员的，它采用易于理解和掌握的梯形图语言，以及面向工业控制的简单指令。
无论是在生产线的设计中，还是在传统设备的改造中，电气工程技术人员都特别欢迎和愿意使用PLC。
（3）硬件配套齐全，用户使用方便、维护方便PLC的产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品质齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活、方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。
在PLC运行中，在PLC的面板上（或显示器上）可以显示生产过程中用户感兴趣的各种状态和数据，使操作人员做到心中有数，及时在出现故障甚至发生事故时，也能及时处理。
编程器不仅能对PLC控制程序进行写入、读出、检测、修改，还能对PLC 的工作进行监控，使得PLC的操作及维护都很方便。
PLC还具有很强的自诊断能力，能随时检查出自身的故障，并显示给操作人员。
有人曾预言，将来自动化工厂的电气工人，将一手拿着螺丝刀，一手拿着编程器。
这也是可编程控制器得以迅速发展和广泛应用的重要因素之一。
（4）设计、施工、调试周期短用PLC完成一项控制工程时，由于其硬、软件齐全，设计和施工可以同时进行，由于软件编程取代了继电器硬接线实现控制功能，使得控制柜的设计及安装接线工作量大大减少，缩短了施工周期。
同时，由于用户程序大多可以在实验室模拟调试，模拟调试好后再将PLC控制系统在生产现场进行联机统调，使得调试方便、快速、安全，因此大大缩短了设计和投运周期。
（5）体积小，能耗低PLC的结构紧凑，体积小，重量轻，复杂的控制系统使用PLC后，可以减少大量的中间继电器和时间继电器。
（6）功能强，性价比高一台小型PLC有成百上千个可供用户使用的编程元件，可以实现非常复杂的控制功能。
与实现相同功能的继电器接触器控制系统相比，具有很高的性价比。
1.3 PLC的主要功能1）顺序逻辑控制这是PLC最基本最广泛最广泛的应用领域，用来取代继电器控制系统，实现逻辑控制和顺序控制。
它既可用于单片机控制或多机控制，又可用于自动化生产线的控制。
2）运动控制在机械加工行业，可编程控制器与计算机数控（CNC）集成在一起，用以完成机床的运动控制。
很多PLC制造厂已提供了拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模板。
在多数情况下，PLC把描述目标位置的数据送给模板，模板移动一轴或数轴到目标位置。
当每个轴移动时，位置控制模板保持适当的速度和加速度，确保运动的平衡。
目前，已经用于控制无心磨削、冲压、复杂零件分段冲裁、滚削、磨削等各项应用中。
3）定时控制PLC为用户提供了一定数量的定时器，并设置了定时器指令，一般每个定时器可实现0.1秒~999.9秒或0.01秒~99.99秒的定时控制，也可按一定方式进行定时时间的扩展。
定时精度高，定时设定方便、灵活。
同时，PLC还提供了高精度的时钟脉冲，用于精确的实时控制。
4）计数控制PLC为用户提供的计数器分为普通计数器、可逆计数器、高速计数器等，用来完成不同用途的计数控制。
当计数器的当前计数值等于计数器的设定值，或在某一数值范围时，发出控制命令。
计数器的计数值可以在运行中被读出，也可以在运行中修改。
5）步进控制PLC为用户提供了一定数量的位寄存器，用移位寄存器可方便地完成步进控制功能。
在一道工序完成之后，自动进行下一道工序。
一个工作周期结束后，自动进入下一个工作周期。