1、<p>　　波浪式噴泉的PLC控制</p><p><b>　　摘要 </b></p><p>　　設計任務書 </p><p>　　噴泉總體設計

2、 </p><p>　　1.1 噴泉設計方案 </p><p>　　1.2 系統工作原理

3、 </p><p>　　第二章 系統硬件設計 </p><p>　　2.1 PLC的選型

4、 </p><p>　　2.2 電機的選型 </p><p>　　2.3 電磁閥的選型

5、 </p><p>　　2.4 按鈕的選型 </p><

6、p>　　2.5 熔斷器的選型 </p><p>　　2.6 液壓泵的選型

7、 </p><p>　　2.7 水泵的選型

8、 </p><p>　　2.8 溢流閥的選型 </p><p>　　第三章 系統軟件設計 </p><p>　　3.

9、1 I/O地址分配表 </p><p>　　3.2 硬件接線圖

10、 </p><p>　　3.3 程序梯形圖 </p><p>　　第四章 畢業(yè)設計總計

11、 </p><p>　　第五章 參考文獻 </p><p><b>　　設計任務書</b></p><p&

12、gt;<b>　　摘要</b></p><p>　　當今社會經濟越來越發(fā)達，人民生活水平不斷提高。在物質條件不斷得到滿足的同時，人們對精神層次的追求也在不斷提高！在這樣一個背景下，噴泉——這個有著現代都市氣息的娛樂方式逐漸進入人們的視野</p><p>　　噴泉是人們?yōu)榱嗽炀靶枰ㄔ煸趫@林、城市街道廣場和公共建筑具有裝飾性的噴水裝置，是一種將水經過一定壓力，通過噴頭

13、噴灑出來具有特定形狀的組合體。提供水壓的一般為水泵。      噴泉它對城市環(huán)境具有多種價值，不僅能濕潤周圍空氣、清除塵埃，而且能通過水珠與空氣的撞擊產生大量對人體有益的負氧離子，增進人的身體健康；同時，婀娜多姿的噴泉造型，隨著音樂歡快跳動的水花，配上色彩紛呈的燈光，既能美化環(huán)境、提高城市面貌，又能使人精神振奮，給人以一種美的享受。</p><p><b&

14、gt;　　第一章噴泉整體設計</b></p><p><b>　　1.1設計方案</b></p><p>　　如下圖所示：一號六號十一號噴水管為一組，依次類推 ，每一臺電機帶動一臺水泵實現控制。同時每根噴水管上接一個兩位兩通電磁閥由程序控制其通斷從而實現設計要求！ </p><p>　　1.2系統的工作原理</p>&

15、lt;p>　　按下啟動按鈕后，五臺電機開始運轉同時帶動其相連的水泵運轉，給系統提供壓力水。同時一號電磁鐵得電一號水管接通噴水，三秒鐘之后二號電磁鐵接通二號水管接通噴水，三秒鐘之后三號電磁鐵接通三號水管接通噴水。三秒鐘之后四號電磁鐵得電同時一號電磁鐵失電，三秒鐘之后五號電磁鐵得電五號水管接通噴水同時二號水管失電關閉。三秒鐘之后六號電磁鐵得電接通！一二三四五號電磁鐵全部失電關閉。依次循環(huán)下去。直到按下停止按鈕。在系統中每個水泵的主管路

16、上都設計有溢流閥，在工作過程中當水泵泵出的水沒有通過噴泉噴頭噴出或者管道被異物堵塞時，壓力水會通過溢流閥流回水箱，這樣就給系統提供一個保護降壓的作用。</p><p>　　上述所有的動作以及電機的啟停都由PLC來控制。</p><p><b>　　第二章系統硬件設計</b></p><p>　　2.1 PLC的選型</p>&

17、lt;p>　　在PLC選型之前先介紹下關于PLC的基本知識:</p><p>　　PLC應用系統設計主要包括硬件設計、軟件設計和安裝調試等內容。PLC的選擇除了滿足技術指標的要求外，還應著重考慮產品的技術支持與售后服務的情況。</p><p>　　最大限度地滿足被控對象或產生過程的控制要求。對于一些原來用繼電接觸器線路不易實現的要求，使用PLC后，將很容易實現。</p>

18、<p>　　在滿足控制要求提前下，力求使控制簡單、經濟、操作和維護方便。對一些過去較為繁瑣的控制可利用PLC的特點加以簡化，通過內部程序化外部接線及操作方式，保證控制系統的安全可靠。同時采用“軟件兼施”的辦法。</p><p>　　考慮到生產的發(fā)展和工藝的改進，選擇PLC容量及I|O點數時，應適當留用余量。一個系統完成后，往往會發(fā)現一些原來沒有考慮的問題，或者新提出的問題，如果事先留有余量。則PLC系

19、統極易修改。同時對日后系統工業(yè)的變更提供方便。當然對于不同的用戶，要求的側重點不同，設計的原則也有所區(qū)別，如果以提高產品和安全目標，則應將系統可靠性放在設計的重點，設置考慮采取沉余控制系統，如果要求系統改善信息管理，則應將系統通信能力與總線網絡設計加以強化，如果系統工藝經常變更，則事先充分考慮。</p><p>　　制在滿足控制要求的前提下，選型時應選擇最佳的性能價格比，具體考慮以下幾點。</p>

20、<p>　　1) 對于開關量控制系統，當對控制要求不高時，可選用小型PLC如西門子公司S7—200,就能滿足要求，如對小型泵的順序控制、單臺機械的自動控制等。</p><p>　　2) 對于以開關量控制為主，帶有部分模擬量控制的應用系統。如對工業(yè)生產中常遇到的溫度、壓力、流量、液位等連續(xù)量的控制應選用帶有A|D轉換的模擬量輸入模塊和帶有D|A轉換的模擬量輸出模塊，配接相應的傳感器、變送器和驅動裝置，并且

21、選擇運算功能較強的中小型PLC，如西門子公司的S7-300系PLC。</p><p>　　3) PLC工作時，從輸入信號控制存在著滯后現象，即輸量的變化，一般要在1~2個掃描周期之后才能反映到輸出端，這對于一般工業(yè)控制是允許的。但有些設備的實時性要求較高，不允許有較大的滯后時間。例如，PLC的I|O數在幾十到幾千點范圍內，這時用戶程序的長短對系統的響應速度會有較大的差別。滯后時間應控制在幾十毫秒之內，應小于普通

22、繼電器的動作時間。</p><p>　　結合以上幾點，在本次設計PLC系統中用的PLC的選型為西門子S7-200系列的可編程控器同時需要擴展模塊EM222 八點繼電器兩個即可。</p><p>　　根據系統方案圖得出在設計程序時總共用到了2個輸入信號和20個輸出信號，因此在此系統中可選PLC為西門子S7-200系列的可編程控制器CPU224 AC\DC\CAP。PLC的主機：選擇西門子S7

23、-200系列作為此控制系統的主機。</p><p>　　選用CPU224的特點，其基本參數如下：</p><p>　　本機數字輸入：24路數字輸入</p><p>　　本機數字輸出：24路數字輸出</p><p>　　內部存儲器位：256位</p><p>　　定時器總數：256計數器</p><p

24、>　　電源電壓允許范圍：AC85~264V</p><p>　　輸入電流僅CPU|最大負載：35|100MA，AC240V</p><p>　　電壓范圍;DC20.4~28.8V</p><p>　　電流限制：約1.5A</p><p><b>　　2.3電機的選擇：</b></p><p>

25、;　　為了適應各種不同用途，工廠生產了不同種類、形式及容量的電動機。在選用電動機時，要充分考慮 它們的特性，在仔細研究了系統的特性后，選擇適合負載特性的電動機。選擇電動機的原則是：（1）根據負載的啟動特性及運行特性，選出最適合于這些特性的電動機，滿足生產機械工作過程中的各種要求。（2）選擇具有與使用場所的環(huán)境相適應的防護方式及冷卻方式的電動機，在結構上應能適合電動機所處的環(huán)境條件等。</p><p>　　本

26、系統電動機選交流的，電動機分為異步電動機和同步電動機兩大類，異步電動機主要作電動機，去拖動各生產機械。由于異步電動機具有結構簡單，制造，使用方便，運行可靠，成本低廉，效率高等優(yōu)點而得到廣泛應用。例如，在工業(yè)生產中，異步電動機用于拖動中小型軋鋼設備，各種金屬切削機床，輕工機械和礦山機械等；在農業(yè)生產中，異步電動機用于拖動水泵，粉碎機以及其他農副產品的加工機械；在民用電器方面的電風扇、洗衣機、電冰箱、空調等也都是用異步電動機拖動的。<

27、/p><p>　　所以本系統選用異步電動機。</p><p><b>　　電機功率的計算：</b></p><p>　　考慮到一些大型廣場的噴泉需要給人們以震撼的效果所以揚程需要高一些</p><p>　　假設每組的揚程分別為10米，15米，20米，15米，10米。流量分別為15L/S ,20 L/S ,25L/S,20 L

28、/S，15 L/S。</p><p>　　假設管徑是100MM，對于最高的那根水管來說水的流速是V=0.025/(兀*0.05^2)=3.185M/S</p><p>　　動能E1=0.5*25*3.185^2=127J</p><p>　　勢能E2=25*9.8*20=4900J</p><p>　　總能量E=E1+E2=5027J<

29、/p><p>　　所需功率=5.027J</p><p>　　假設水泵的功率為0.8</p><p>　　則電機所需功率P=5.027/0.8=6.3KW</p><p>　　以此類推第一根噴水管需要的電機功率為：3.8KW</p><p>　　第二根噴水管所需的的電機功率為：1.9KW</p><p&

30、gt;<b>　　所以電機的型號為</b></p><p>　　Y90L-2,額定功率為2.2KW，額定電流為4.8A,轉速2840 r/min.效率80.5%</p><p>　　Y112M-2,額定功率為4KW，額定電流為8.2A轉速為2890r/min.效率為85.5%</p><p>　　Y132M-4，額定功率為7.5ＫＷ，額定電流為

31、15.4Ａ,轉速為1440r/min, 效率為87.0%</p><p><b>　　2.4電磁閥的選擇</b></p><p>　　電磁閥的分類：國內的電磁閥從原理上分為三大類（即：直動式、分步童先導式），而從閥瓣結構和材料的不同與原理上的區(qū)別又分為6個分支小類（直動膜片結構、分步重片結構、先導膜式結構、直動活塞結構、分步直動活塞結構、先導活塞結構）。電磁閥的優(yōu)點:

32、耐高溫電磁閥是間接先導式平衡電磁閥，具有耐高溫、耐腐蝕性、耐磨損、使用范圍廣等。</p><p>　　本系統采用BS13Y膜片先導式高壓電磁閥</p><p>　　因為它優(yōu)點在于1、體積小、重量輕 2、便于安裝與裝卸 3、結構簡單、便于操作 4、耐壓力好,經濟安全！</p><p><b>　　口徑：4~25mm</b></p>

33、<p>　　壓力：0.1~5Mpa</p><p>　　工作電壓：AC220V、DC24V亦可根據客戶要求</p><p>　　溫度：-20~90℃</p><p>　　適用介質：水、柴油、空氣、二氧化碳、氮氣等常溫液體或氣體。</p><p>　　功率：AC15W、 DC18W</p><p>　　材質：鍛

34、壓黃銅、不銹鋼</p><p><b>　　連接方式：內螺紋</b></p><p><b>　　2.5按鈕的選擇</b></p><p><b>　　按鈕的選擇原則;</b></p><p>　　根據使用場合，選擇控制按鈕的類型，如開啟式、防水式、緊急式等。</p>

35、;<p>　　根據用途，選用合適的形式，如鑰匙式，緊急式，帶燈式等。</p><p>　　按控制回路的要求，確定不同的按鈕數，如單鈕，雙鈕，三鈕，多鈕等。</p><p>　　按工作狀態(tài)指示和工作情況的要求選擇按鈕及指示的顏色。</p><p>　　本系統選兩個開啟式帶燈單鈕選施耐德的LA38-11D帶燈按鈕</p><p>　

36、　此按鈕是一種結構簡單，應用十分廣泛的主令電器。</p><p>　　2.6熔斷器的選擇：</p><p>　　熔斷器在電路主要起短路保護作用，用于保護線路，熔斷器具有結構簡單，體積小，重量輕，使用維護方便，價格低廉，分斷能力較高，限流能力好等優(yōu)點，熔斷器有NT、RT、RLS2、FA4等形式的熔斷器，RT系列為有填封閉管式熔斷器，可在500V以下交流系統中作過載及短路保護作用，這種熔斷器為

37、螺栓連接，可直接連在母線排上，尤其適合開關熔斷器組選用，RT15熔斷器最大額定電流400A，額定分斷能力100KA。本系統采用RLS2</p><p><b>　　2.7液壓泵的選擇</b></p><p><b>　　液壓泵的分類</b></p><p>　　一、根據液壓泵數量多少，可分為：</p><

38、;p>　　單聯泵、雙聯泵、多聯泵（三聯泵以上）</p><p>　　二、根據液壓泵的能提供最高工作壓力大小，可分為：</p><p>　　低壓泵（最高壓力小于7Mpa)</p><p>　　中壓泵（最高壓力小于32Mpa)</p><p>　　高壓泵（最高壓力小于60Mpa)</p><p>　　超高壓泵（最高壓

39、力大于100Mpa)</p><p>　　三、根據液壓泵工作時容積變化形式，可分為：</p><p><b>　　定量泵和變量泵</b></p><p>　　四、根據液壓泵內部結形式不同，可分為：</p><p>　　齒輪泵、葉片泵、螺桿泵、柱塞泵 </p><p>　　根據本系統的低壓實際情況選

40、用低壓齒輪泵；CB-B10齒輪泵</p><p>　　CB-B型齒輪油泵是將機械能轉換為液壓能的轉換裝置，由于該泵結構簡單、噪音低、輸液平穩(wěn)、高轉速、自吸性能好。</p><p><b>　　2.8水泵的選擇</b></p><p>　　若不選擇上述電機加液壓泵的供液系統則還可以選擇水泵直接作為系統的壓力源 為系統提供動力根據該系統的實際情況以

41、及上述設計的數據綜合考慮選用的水泵型號以及各性能指標如下：</p><p>　　200QJ80-11/1,揚程范圍為8-13米，電機功率4KW，額定電流為10.1A。</p><p>　　200QJ63-12/1，揚程范圍,8-15米，電機功率為4KW，額定電流10.1A</p><p>　　250QJ50-20/1，揚程范圍18-22，電機功率為5.5ＫＷ，額定電

42、流為１3.6A</p><p><b>　　2.9溢流閥的選擇</b></p><p><b>　　溢流閥的介紹：</b></p><p>　　溢流閥的工作原理及分類</p><p><b>　　溢流閥的用途</b></p><p>　　定壓溢流作用：在

43、定量泵節(jié)流調節(jié)系統中，定量泵提供的是恒定流量。當系統壓力增大時，會使流量需求減小。此時溢流閥開啟，使多余流量溢回油箱，保證溢流閥進口壓力，即泵出口壓力恒定（閥口常隨壓力波動開啟）。</p><p>　　安全保護作用：系統正常工作時，閥門關閉。只有負載超過規(guī)定的極限（系統壓力超過調定壓力）時開啟溢流，進行過載保護，使系統壓力不再增加（通常使溢流閥的調定壓力比系統最高工作壓力高10％～20％）。</p>

44、<p>　　因為在本系統中壓力不高流量不大所以對溢流閥的要求不高所以系統選用的五個溢流閥的型號為：R900722217  DBW20B3-5X/315U6EG24N9K4 其生產廠家為博世BOSCH力士樂。</p><p><b>　　系統軟件設計</b></p><p>　　3.1 I/O地址分配表：</p><

45、;p>　　符號 地址 功能</p><p><b>　　輸出</b></p><p>　　I0.0 ＳＢ１　　　　啟動按鈕 </p><p>　　I0.1　　　　　　　　 ＳＢ２　　　 停止按鈕</p><p><b>　　輸出

46、</b></p><p>　　本地輸出Q0.0-Q0.4 KM1-KM5 控制電動機</p><p>　　Q0.5-Q0.7 Y1-Y3 電磁鐵</p><p>　　Q1.0-Q1.1 Y4-Y5 電磁鐵</p><p>　　擴

47、展輸出Q2.0-Q2.7 Y6-Y13 電磁鐵</p><p>　　Q3.0-Q3.1 Y14-Y15 電磁鐵</p><p><b>　　3.2 硬件接線圖</b></p><p>　　3.3 程序梯形圖</p><p><b>　　畢業(yè)設

48、計總結</b></p><p>　　畢業(yè)設計就此告一段落，縱觀整個設計過程，可以說在這一過程中我的收獲很大，充分認識到自己的薄弱的環(huán)節(jié)，通過理論分析與實踐的反復進行和論證，許多問題都有了較好的解決方案。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設計，我更加看清了自己的不足之處。為了搞好這次畢業(yè)設計，通過查閱資料以及老師的幫助下，最終基本達到了設計目的。鞏固了理論知識的學習，提高了實踐過

49、程中，我認識到不管做什么事，尤其是科學實踐，都需要大膽假設，小心求證。任何一個方案都要經過詳細周全的論證后才能著手去做，否則即使很快做出來了，但經不起推敲和考驗。對于那些要求能夠擴展功能的課題更是如</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1.機電傳動控制（第四版） 鄧星鐘等編著</p>

50、;<p>　　2.西門子S7-200系列PLC（人民郵電出版社） 陳忠瓶等編著</p><p>　　3.現代電氣控制及PLC應用技術(第二版） 王永華編著</p><p>　　4.電動手冊（第二版） 何利民編著</p><p>　　5.液壓與氣動技術（第二版）