电气综合应用课程设计题目:基于PLC的喷泉模拟控制系统设计二级学院 *********************专业 ******************班级 *********学生姓名学号学生姓名学号学生姓名学号指导教师时间：目录1、课程目的 (4)2、设计要求与任务 (4)2.1、设计要求 (4)2.2、设计任务 (4)2.3、设计的花样控制功能 (5)2.4、主要内容 (6)3、系统硬件设计 (6)3.1、PLC介绍 (6)3.2、PLC选型 (6)4 、系统软件设计 (7)4.1、系统设计步骤 (7)4.2、系统设计思路 (7)4.3 、PLC的存储器容量和I\O点估算 (8)4.4、系统I/O口接图 (8)4.5、控制程序流程图设计 (9)5、系统调试及结果分析 (9)6、总结 (10)7、参考文献 (11)附件 (12)梯形图主程序 (12)中文摘要：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控制喷泉，具有使用方便，运行可靠，控制程序设计简单等优点。
用梯形图方法编程，可以使设计思路清晰，编程简便.若需要改变喷水花样和喷水时间，设计方案不必作很大调整，只要把控制程序作相应的修改，即可实现控制目的。
本设计以3路喷泉为研究对象，采用了三菱FX2N系列可编程序控制器作为喷泉的控制器。
对花式喷水池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。
并提出了喷水池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。
关键字：喷泉、PLC、梯形图编程English abstract: the fountain is recent a landscape architecture and fancy ornamental combination of a product. Along with the programmable controller in the rapid development of our country, the fountain control requirements also more and more high, make more and more control part need programmable controller to realize.Use PLC control fountain, is easy to use, reliable operation, the control program design simple etc. Use ladder diagram programming method, can make the design idea is clear, the programming is simple. If you need to change the spray pattern and discharge time, design need not be a significant change, as long as the control program for the corresponding modification, can realize the control purpose. This design with 3 road fountain as the research object, the mitsubishi FX2N series programmable controller as a fountain of controller. To fancy fountain control of the whole system function was analyzed, the programmable controller of component and work principle. And puts forward the fountain hardware each composition module and detailed hardware module design. This design improves the fountain system control quality, and has achieved the requirements of real-time control.Key words: fountain, PLC, ladder diagram programming1、课程目的利用PLC控制喷泉喷水方式，产生各样的样式。
在系统的硬件组成以及软件的实现，通过PLC控制电磁阀开关来决定喷水的效果，供人们休闲、观赏。
自动喷泉控制的实现方法很多，本设计题目为基于可编程控制器（PLC）的喷泉控制系统，用PLC进行控制不仅能够进行多种水型切换，而且能将各种水型、灯光按预先设定的排列组合进行控制程序的设计，通过计算机运行控制程序发出控制信号，使水型、等过实现多姿多彩的变化。
通过上位机（PC）与PLC之间的通讯来监控喷泉的状态与效果，进而控制电动机，以达到顺利实现工业控制的要求及目的，同时还要达到低功耗、高性价比、运行可靠等基本要求。
2、设计要求与任务2.1、设计要求1）S7-200PLC编程或欧姆龙PLC；2）用LED模拟三组ABC喷头，一点动开关；3）按点动开关，A组先喷5秒，然后BC两组同时喷且A组停，5秒后C组停，而AB两组又同时喷，再经过2秒，C组也开始喷，持续5秒后，全部停止喷水，再经过3秒后重复前述过程。
扩展要求：1）能用按键选择喷泉式样；2）能用按键选择喷泉间隔时间。
2.2、设计任务根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行自动喷泉的控制原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。
2.3、设计的花样控制功能有4个彩灯代表4个喷头，有3个选择按钮，如下图2-1所示。
采用三菱FX2N-64MR 进行控制，实现2种的自动喷泉花样。
彩灯按钮K1 K2 K3图2-1 喷头分布与方式选择按钮基于以上要求，本系统应具有以下功能花样一：① 按下启动按钮K1按钮选择花样1模式② 灯L1亮5秒③ 然后灯L1灭，灯L2和L3亮5秒④ 然后灯L3灭，灯L1和L2亮2秒⑤ 然后灯L1、L2和L3同亮5秒⑥ 最后熄灭3秒后，重复②到⑥花样二：① 按两下K1按钮选择花样2模式② 灯L2亮1秒③ 然后灯L1和L3亮1秒④然后灯L1、L2和L3同亮1秒⑤然后灯L1和L3亮1秒⑥然后灯L2亮1秒⑦最后熄灭1秒后，重复②到⑦2.4、主要内容1. 设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；2. 系统有启动/停止，单步/连续功能按钮；3. 运用相关指令进行PLC控制程序设计，实现2种的自动喷泉花样控制；5. 程序结构与控制功能自行创新设计；6. 进行系统调试，实现自动喷泉的控制要求3、系统硬件设计3.1、PLC介绍可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
是工业控制的核心部分。
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller,PLC），它主要用来代替继电器实现逻辑控制。
随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。
但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程序控制器简称PLC,PLC自1969年美国数据设备公司（DEC）研制出现，现行美国，日本，德国的可编程序控制器质量优良，功能强大。
3.2、PLC选型现在应用最广泛的PLC有三菱、西门子、欧姆龙、松下等。
三菱PLC结构灵活、传输质量高、速度快、带宽稳定、范围广、成本低、适用面广但是数据处理比西门子弱。
西门子PLC性能强大、可操作性强、有相配套的伺服系统和组态软件但是价钱太高。
欧姆龙PLC欧姆龙编程软件对符号地址的格式有要求，东欧的老机床器件符号输进去好多都不认，按它的标准老图的标示都要变很不方便。
松下PLC超小型尺寸，轻松扩展，扩展单元可直接连接到控制单元上、不需任何电缆。
从I/O 10点到最大I/O 128点的选择空间。
本设计需要速度快稳定同时从价格等方面考虑我们选择三菱PLC本设计所使用的I/O口不是太多所以我们选择三菱FX-2N型PLC。
4 、系统软件设计4.1、系统设计步骤（1）深入了解和分析花式喷泉的工艺条件和控制要求。
（2）确定I/O设备。
根据花式喷泉控制系统的功能要求，确定系统所需的输入、输出设备。
常用的输入设备有按钮、选择开关等，常用的输出设备有指示灯等。
（3）根据I/O点数选择合适的PLC类型。
（4）分配I/O点，分配PLC的输入输出点，编制出输入输出分配表或输入输出端子的接线图。
（5）设计花式喷泉系统的梯形图程序，根据工作要求设计出周密完整的梯形图（6）程序，这是整个花式喷泉系统设计的核心工作。
（7）将程序输入PLC进行软件测试，查找错误，使系统程序更加完善。
4.2、系统设计思路在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。
工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。
因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC 的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。
4.3 、PLC 的存储器容量和I\O 点估算（1）存储器容量的估算存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。
设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。
为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来代替。
（2）输入输出（I/O ）点数的估算I/O 点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%~20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。