基于PLC和變頻器的花式噴泉的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)

基于PLC和變頻器的花式噴泉的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要隨著我國城市化進程的加快和人口的大量集聚，環(huán)境顯得越來越重要。在日常生活中的一些公共場所，比如：廣場、大廈、小區(qū)等等。我們可以看到各種各樣的噴泉，有的是為了引人入目，有的是為了給生活或節(jié)日增添喜慶的氣氛，而有的則成了企業(yè)的一種精神象征，同時噴泉還可以凈化空氣，減少塵埃，降低氣溫。噴泉的細小水珠同空氣分子撞擊，能產(chǎn)生大量的負氧離子，有益于改善環(huán)境和增進人們的身心健康。在炎熱的夏日可以起到增濕和降溫的作用：目前世界各國技術(shù)發(fā)展日新月異，不過很多都是以破壞環(huán)境為代價的，環(huán)境問題已經(jīng)受到了黨和國家以及全國人民的重視，保護環(huán)境，人人有責(zé)！花式噴泉是近年來出現(xiàn)的一種園林建筑與花式觀賞相結(jié)合的一種產(chǎn)物。隨著可編程控制器在我國的迅速發(fā)展，對花式噴泉的控制要求也越來越高，使得越來越多的控制部分需要可編程控制器來實現(xiàn)?；ㄊ絿娙捎昧丝删幊炭刂破?PLC)和變頻器，用軟件實現(xiàn)對花式噴泉運行的自動控制，可靠性大大提高?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可方便的增加或改變控制功能，也可以進行故障自動檢測與報警顯示，提高運行安全性，并便于檢修。變頻器調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能和起制動性能，可以控制噴泉水位的高度?？删幊炭刂破?PLC）技術(shù)結(jié)合變頻器調(diào)速技術(shù)已成為現(xiàn)代噴泉行業(yè)的一個特點。關(guān)鍵詞 可編程序控制器(PLC) 花式噴泉 梯形圖 變頻器 控制水泵 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）外文摘要Title Design Based on PLC and converters of the fancy fountain AbstractWith the accelerated process of urbanization and the large concentration of population, The environment is becoming more and more important. In some public places in everyday life, such as in square, building, district, etc. We can see various fountain, some of them just want to catch peoples eye, and some want to enhance the atmosphere of daily life or festival, and others become a kind of the symbol of enterprise spirit. Meanwhile fountain can moisten the air, reduce dust and lowering temperature .The tiny water droplets collide with air molecules can produce a lot of negative oxygen ions. Fancy fountain can be seen everywhere. It can improve the environment and enhance peoples physical and mental health. During the hot summer it plays an important role in increasing the humidity and lowering temperature. In most countries, technology is advancing rapidly, but many are based on the cost of destroying the environment .Now the party, the state and the national people have paied great attention to the environment. Protection of the environment is everyones responsibility! Fancy fountain is the product of the combination between garden architectural and fancy ornamental. With the rapid development of programmable controller in China , the control requirements of fancy fountain is becoming more and more strict, so more and more control section should need programmable controller to achieve.Fancy fountain uses a programmable logic controller (PLC) and the frequency converter, using software to control the fancy fountain and it can increase the reliability. The control system is simple and can be easily added .We also can change its control function. It provides functions of automatically detect the faults and alarm ,so it improves operational safety , and is easy to examine and maintain .Owing to its excellent performance ,starting and braking performance ,the fancy fountain can control the height of the water level. PLC programmable logic controller combined with frequency converter technology has become a feature of the modern fountain industry. Key words PLC（Programmable Logic Controller） fountain frequency converters trapezoidal diagram controlling pump目次1緒論11.2 課題設(shè)計研究的內(nèi)容21.3 課題設(shè)計研究的目的及意義32 系統(tǒng)控制方案的確定42.2 采用PLC控制花式噴泉的優(yōu)點52.3 系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟52.4 系統(tǒng)控制的方案52.5 花式噴泉控制系統(tǒng)的原理圖63 系統(tǒng)硬件軟件設(shè)計73.1.1 PLC的概述73.1.2 PLC的選型83.2 變頻器的選擇93.3 水泵的選擇93.4 硬件接線圖103.5 I/O分配表113.6 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計概述113.6.1 新FX編程軟件(GX Developer Version 7)的操作方法123.6.2 系統(tǒng)工作過程的順序功能圖123.7 花式噴泉控制系統(tǒng)程序設(shè)計123.7.1花式噴泉的第一種花樣123.7.2花式噴泉的第二種花樣153.7.3 花式噴泉的第三種花樣17結(jié)論21致謝22參考文獻23附錄A24附錄B251緒論1.1 課題研究的背景中國古典園林崇尚自然，力求清雅素靜,富于野趣。18世紀,西方式的噴泉傳入中國。1747年清乾隆皇帝在圓明園西洋樓建“諧奇趣”、“海晏堂”、“大水法”三大噴泉。近年來隨著城市現(xiàn)代化進程的加快，社會主義市場經(jīng)濟快速發(fā)展，人們也追求高質(zhì)量的文化生活和環(huán)境美。市場的需求推動了噴泉行業(yè)的發(fā)展。噴泉走出了公園、園林的圍墻和廣場的中心，深入延伸到人們的各個社會活動場所。專業(yè)技術(shù)人員把計算機技術(shù)、信息技術(shù)，以及聲、光、電、霧、火、激光、音樂、水幕電影等學(xué)科的技術(shù)應(yīng)用到噴泉之中，把噴泉行業(yè)的技術(shù)水平推上了一個新的層面，開拓了廣闊的應(yīng)用空間，噴泉行業(yè)得到了快速發(fā)展。花式噴泉運行的靈活性是評價花式噴泉優(yōu)劣的關(guān)鍵，而這與花式噴泉的控制系統(tǒng)息息相關(guān)?；ㄊ絿娙梢愿鶕?jù)自己的設(shè)計，設(shè)計出各種花樣，加上燈光，能給人們很好的視覺享受?？删幊炭刂破魇?0世紀60年代開始發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制裝置，用于取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制、定時、計數(shù)等功能。高檔PLC還能實現(xiàn)數(shù)字運算、數(shù)據(jù)處理、模擬量調(diào)節(jié)，以及聯(lián)網(wǎng)通信。1968年美國通用汽車公司（GM）提出了公開招標研制新型工業(yè)控制器的設(shè)想。1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了世界上第一臺可編程控制器，人們把它稱為PLC(Programmable Logic Controller)即可編程控制器。70年代后期，隨著微電子技術(shù)和計算機的迅猛發(fā)展，使PLC從開關(guān)量的邏輯控制擴展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制域，真正成為一種電子計算機工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，簡稱PC（Programmable Controller），但由于PC容易與個人計算機（Personal Computer）相混淆，故人們習(xí)慣地用PLC作為可編程器的縮寫。1987年國際電工委員會（IEC）對PLC的作了如下定義：PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 PLC是繼電器邏輯系統(tǒng)發(fā)展而來，所以它在數(shù)學(xué)處理、順序控制方面具有一定優(yōu)勢。繼電器在控制系統(tǒng)中主要起兩種作用：邏輯運算和弱電控制強電。在自動化領(lǐng)域，PLC與ROBOT、CAD/CAM并稱為工業(yè)自動化三大支柱。它是在集成電路、計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設(shè)備，具有如下特點：（1）可靠性高，抗干擾能力強；（2）控制程序可變，通用性好；（3）編程簡單，使用方便；（4）配套齊全，功能完善，適用性強；（5）擴充方便，組合靈活，接線方便；（6）減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計及施工的工作量；（7）體積小，重量輕。已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動化控制的各個領(lǐng)域，并已成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱產(chǎn)品。因此，進行花式噴泉的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計，可以推動噴泉行業(yè)的發(fā)展，擴大PLC在自動控制領(lǐng)域的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟和理論研究的價值。1.2 課題設(shè)計研究的內(nèi)容本課題設(shè)計將在以下幾個方面對花式噴泉的控制系統(tǒng)進行研究和論證。1.花式噴泉類型的選擇。綜合花式噴泉的類別和各類的特點及要求，在本課題中主要研究能提供三種噴水花樣，能夠控制每環(huán)噴水管的噴水高度，噴水時要有燈光顯示，以及可以根據(jù)不同的季節(jié)、不同的場合改變噴水花樣的花式噴泉。將各種水型及燈光，按照預(yù)先設(shè)定的排列組合進行控制程序的設(shè)計，通過計算機運行程序發(fā)出控制信號，使水型及燈光有各種各樣的變化。2.花式噴泉硬件系統(tǒng)的設(shè)計。本課題設(shè)計的花式噴泉要求運行迅速、標準確度高，本課題在硬件系統(tǒng)的設(shè)計過程中主要考慮了花式噴泉的經(jīng)濟實用、穩(wěn)定、靈活、美觀的需要。通過設(shè)置控制，主要研究三種噴水花樣，可以自行設(shè)置。3.花式噴泉控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計。在本設(shè)計中選用了目前運用最多的PLC編程語言梯形圖，梯形圖的編程能直觀明了的設(shè)計花式噴泉控制的要求，梯形圖的編寫運用新FX編程軟件(GX Developer Version 7版本)，此軟件支持全部的三菱FX系列的PLC，并且具有強大的診斷功能，能更快的查找出故障的原因，從而大大縮短了維修的時間。1.3 課題設(shè)計研究的目的及意義 隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)都得到了迅速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)已進入一個嶄新的時代，其應(yīng)用也越來越廣泛。而隨著我國城市化進程的加快和人口的大量集聚，環(huán)境顯得越來越重要，好的環(huán)境能使人身心愉快，做事效率提高。其中噴泉可以濕潤空氣，減少塵埃，降低氣溫。噴泉的細小水珠同空氣分子撞擊，能產(chǎn)生大量的負氧離子，社區(qū)和大廈等處設(shè)立噴泉有益于改善社區(qū)面貌和增進人們的身心健康?？删幊炭刂破鳎≒LC）因為穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、簡單易學(xué)、功能強大和使用方便已經(jīng)成為應(yīng)用面最廣的通用工業(yè)控制裝置，成為當代工業(yè)自動化的主要支柱之一?；ㄊ絿娙刂埔蠼尤朐O(shè)備使用簡便，對應(yīng)于系統(tǒng)組態(tài)的編程簡單，具有人性化的人機界面，配備應(yīng)用程序庫，加快編程和調(diào)試速度。通過PLC對程序進行設(shè)計可以改變噴泉的花樣，提高控制水平。2 系統(tǒng)控制方案的確定2.1 花式噴泉的概述噴泉是一種將水和其他液體經(jīng)過一定壓力通過噴頭噴灑出來具有特定形狀的組合體，提供水壓的一般為水泵。如今噴泉的形式已十分豐富。隨著構(gòu)筑的大小及水壓等的變化，噴泉或高或低、或珠或霧，精彩紛呈?？梢苑譃橐韵?種：1. 普通噴泉：只有簡單的幾種固定水型及燈光，隨著電源的開閉而控制噴泉的運行、水型和燈光變化。2. 音樂噴泉：在程序控制噴泉的基礎(chǔ)上加入了音樂控制系統(tǒng)，計算機通過對音頻及MIDI信號的識別，進行譯碼和編碼，最終將信號輸出到控制系統(tǒng)，使噴泉的造型及燈光的變化與音樂保持同步。3. 程控噴泉: 按照預(yù)先編輯的程序變換噴水造型和燈光色彩強弱變化的噴泉，可實時顯示各個噴泉的工作狀態(tài)和燈光狀態(tài)，以及水泵和燈光的故障指示，程序一般可以隨時修改，也可儲存多種程序，隨意調(diào)用。4. 水幕激光噴泉：將激光器發(fā)出的激光來射在水幕噴頭噴出的水膜上，激光束由激光控制系統(tǒng)編程控制，可發(fā)出多種多樣的圖案及色彩，照射在晶瑩透明的水膜上，形成斑斕奪目的奇異效果。5. 旱地噴泉：是在水噴泉的基礎(chǔ)上進一步完善的，旱地噴泉地表清潔整齊，噴頭和燈光設(shè)置在蓋板下端，不噴水時表面平整闊廣，噴水時，水柱通過蓋板篳子或花崗巖輔裝孔噴出，既是廣場休閑，又能觀賞噴泉，一舉兩得。6. 游戲噴泉：又稱感應(yīng)泉，噴泉水柱根據(jù)游人的動作產(chǎn)生反應(yīng)，而且這種反應(yīng)具有不確定性，是一種互動方式噴泉，增強了娛樂氛圍。7. 光亮噴泉：是一種新型的噴泉裝置。燈光和噴頭科學(xué)結(jié)合，水流通過光源反射，噴出的水柱透明光滑，具有較高的藝術(shù)品位和觀賞效果。如果安裝個數(shù)多于兩個可追逐、跟蹤等功能，程序可根據(jù)用戶需要編制。8. 水珍珠噴泉：利用特殊音波將水變成球體的噴水裝置和全頻高速閃光燈的視覺圖像效果的產(chǎn)品組成。2.2 采用PLC控制花式噴泉的優(yōu)點1.從工作方式上看：PLC串行工作，不受制約。2.從定時、計數(shù)上看：PLC時鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時范圍廣，另有計數(shù)功能。3.從控制方式上看：PLC的連接線，只需改變控制程序就可以改變邏輯或者增加功能。4.從控制速度上看：PLC通過半導(dǎo)體來控制，速度快，無觸點，所以無抖動之說。5.從可靠性、維護性上看：PLC無觸點，壽命長，有自我診斷的功能，對程序執(zhí)行的監(jiān)控功能以及現(xiàn)場調(diào)試的功能，維護方便。2.3 系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟在花式噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中主要應(yīng)考慮以下幾點：1.深入了解和分析花式噴泉的工藝要求和控制要求。2.確定I/O設(shè)備。根據(jù)花式噴泉控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的輸入/輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、開關(guān)等，常用的輸出設(shè)備有指示燈等。3.根據(jù)I/O點數(shù)選擇合適的PLC類型。4.分配PLC的I/O點，編制出I/O分配表或者I/O端子的接線圖。5.根據(jù)工作要求設(shè)計出周密完整的梯形圖，這是整個花式噴泉系統(tǒng)設(shè)計的核心工作。6.運用FX編程軟件編輯PLC梯形圖，并進行測試，查找錯誤，使系統(tǒng)更加完善。2.4 系統(tǒng)控制的方案花式噴泉系統(tǒng)的控制要求如下：1. 1，2均為外環(huán)形狀的噴水管，3為內(nèi)環(huán)形狀的噴水管，4為星形噴水管。燈光系統(tǒng)由三條支路組成，分別為綠色燈支路（在1、2之間）、黃色燈支路（在2、3之間）、紅色燈支路(在3、4之間)。2. 按下啟動按鈕，噴泉即開始工作，按下停止按鈕，則停止噴水。噴泉的工作方式（即噴水花樣）由選擇開關(guān)來實現(xiàn)。3. 噴泉花樣：比如1、3同時噴水，延時三秒后，1、3停止噴水，同時2、4噴水，交替運行五次后，1、2、3、4一起噴水，三十秒后停止，以此規(guī)律循環(huán)。4. 通過變頻器控制每環(huán)噴水管的高度。5. 燈光的控制：由PLC的X5輸入端為燈光系統(tǒng)控制的選擇按鈕即（燈控按鈕），當需要燈光配合時，接通X5輸入端。此時可實現(xiàn)三路燈光的控制，即3、4任意一層噴水時，紅色燈亮；2噴水時，黃色燈亮；所有的噴頭噴水時，綠色燈亮。圖2-4為花式噴泉示意圖：1234圖2-4花式噴泉示意圖2.5 花式噴泉控制系統(tǒng)的原理圖 在噴泉中，通過按鈕開關(guān)來控制PLC；此噴泉有4層噴水，所以用了一個變頻器來控制4個水泵。花式噴泉控制系統(tǒng)的原理，如圖2-5所示：PLC變 頻 器按鈕開關(guān)信號水泵電源 圖2-5花式噴泉控制系統(tǒng)的原理圖3 系統(tǒng)硬件軟件設(shè)計3.1 可編程控制器（PLC）的選擇3.1.1 PLC的概述可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱為PLC。PLC是用于工業(yè)現(xiàn)場的電控制器。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計算機。它通過運行存儲在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過程得到的輸入信息，交換所要求的輸出信息，進而再通過輸出電路的物理過程去實現(xiàn)對負載的控制。PLC是微機技術(shù)和繼電器常規(guī)控制相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種新型控制器，梯形圖編程語言。它采用一種可編程序的存儲器，在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，通過數(shù)字或模擬式的輸入/輸出來控制各種類型的機械設(shè)備或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個整體和具有擴充功能的原則進行設(shè)計。PLC作為一種新型的控制裝置于傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)相比具有時間響應(yīng)快、控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝改變、易與計算機連接、維修方便、體積小、重量輕和功耗低等優(yōu)點。PLC有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O接口、通信接口、有大容量的內(nèi)存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)。3.1.2 PLC的選型 首先應(yīng)確定控制方案，然后是PLC工程設(shè)計的選型。設(shè)計選型的主要依據(jù)是工藝流程的特點和應(yīng)用要求。因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細分析工藝過程的特點、控制要求，控制任務(wù)和范圍來確定所需的操作，根據(jù)控制要求，估算I/O點數(shù)、所需的存儲器容量、確定PLC的功能，外部設(shè)備特性等等，再選擇具有較高性價比的PLC來設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。1. 一系列的估算(1)I/O點數(shù)的估算I/O點數(shù)估算時應(yīng)考慮適當?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸I/O點數(shù)，再增加10%-20%的余量。算入余量后作為I/O點數(shù)的估算數(shù)據(jù)。(2) 存儲器容量的估算存儲器容量是PLC本身能提供的硬件存儲單元的大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。程序容量在設(shè)計階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。所以常用存儲器容量的估算來代替程序容量的估算。2. 控制功能的選擇該選擇包括運算功能、控制功能、編程功能、診斷功能、通信功能和處理速度等特性的選擇。（1）控制功能PLC主要用于順序邏輯控制，大多數(shù)場合采用單回路或多回路控制器解除模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，（2）編程功能五種標準化編程語言：順序功能圖、梯形圖、功能模塊圖三種圖形化語言和語句表、結(jié)構(gòu)文本兩種文本語言。（3）診斷功能PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對PLC內(nèi)部的性能和功能進行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。3. 機型的選擇根據(jù)對I/O點的選擇、對存儲器容量的選擇、對I/O響應(yīng)時間的選擇等來選擇機型。該控制系統(tǒng)選用三菱公司FX系列的PLC。它體積小、重量輕、使用壽命長，編程和維護方便，故障率低，通過擴展模塊的連接，可以增加輸入/輸出點數(shù)。 3.2 變頻器的選擇 本課題設(shè)計是通過變頻器調(diào)速技術(shù)來控制每環(huán)噴水管的高度。選用的是FR-S520(S)E系列變頻調(diào)速器。其實物圖如圖3-2所示： 圖3-2 FR-S520(S)E系列變頻調(diào)速器的實物圖3.3 水泵的選擇此課題選用了QYP噴泉水泵。由于噴泉的水泵必須滿足大功率快速精確啟停，而且其輸出功率必須能夠精確控制。QYP噴泉水泵具有以下的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊；無需引水、使用方便；雙端密封、電器保護；設(shè)計合理、性能優(yōu)良；經(jīng)久耐用、安全可靠。并且水泵出口采用圓法蘭結(jié)構(gòu)，電機為F級絕緣，適合于音樂噴泉等場合對電機頻繁啟動的要求，葉輪具有防松裝置，不怕翻轉(zhuǎn)。其實物圖見其3-3所示： 圖3-3 QYP噴泉水泵實物圖3.4 硬件接線圖系統(tǒng)的硬件接線圖即PLC和系統(tǒng)中各個硬件的連接。如圖3-4-1所示：圖3-4-1 硬件接線圖3.5 I/O分配表輸入：見表3-5-1序號輸入說明1X0停止按鈕2X1啟動按鈕3X2選擇開關(guān)1的位置4X3選擇開關(guān)2的位置5X4選擇開關(guān)3的位置6X5燈控按鈕表3-5-1輸出：見表3-5-2序號輸出說明1Y0 電源指示2Y1控制1管噴水3Y2控制2管噴水4Y3控制3管噴水5Y4控制4管噴水6Y5紅色燈7Y6黃色燈8Y7綠色燈9Y10中速10Y11慢速11Y12正轉(zhuǎn)表3-5-23.6 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計概述梯形圖是使用的最多的圖形編程語言，被稱為PLC的第一編程語言。梯形圖與電氣控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開關(guān)量邏輯控制。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計稱為編程。順序功能圖是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，也是設(shè)計PLC的順序控制程序的有力工具。順序控制就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個輸入轉(zhuǎn)換信號或內(nèi)部轉(zhuǎn)換狀態(tài)的作用下，使生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構(gòu)自動有秩序的進行操作。而順序控制設(shè)計法就是首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過程畫出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。順序控制設(shè)計法是一種先進的設(shè)計方法，易被初學(xué)者接受。3.6.1 新FX編程軟件(GX Developer Version 7)的操作方法本課題采用新FX編程軟件(GX Developer Version 7)編程軟件，具體操作如下：打開編程軟件。點擊工程-創(chuàng)建新工程，確定后就可以繪制梯形圖，選擇所需的元件，點擊診斷無誤后，最后點擊變換，就可以完成對梯形圖的繪制。3.6.2 系統(tǒng)工作過程的順序功能圖系統(tǒng)工作過程用順序功能圖（即工作流程圖）來表示見（附錄A）1.按下啟動按鈕和燈控按鈕，啟動運行。2.按下位置開關(guān)1，是第一種噴泉花樣。3.按下位置開關(guān)2，是第二種噴泉花樣。4.按下位置開關(guān)3，是第三種噴泉花樣。5.無論哪種噴泉花樣，當3、4任意一層噴水時，紅色燈亮；2噴水時，黃色燈亮；所有的噴頭噴水時，綠色燈亮。6.按下停止按鈕，結(jié)束運行。3.7 花式噴泉控制系統(tǒng)程序設(shè)計3.7.1花式噴泉的第一種花樣當選擇開關(guān)1的位置時，噴泉運行第一種花樣：4、3、2、1隔2秒依次噴水，一起噴水15秒后停下，再按1、2、3、4、的次序隔2秒依次噴水，再一起噴15秒后停下，以此規(guī)律循環(huán)。其中，1、3管以中速正轉(zhuǎn)噴水，2、4管以慢速正轉(zhuǎn)噴水。當?shù)谌虻谒膶尤我庖粚訃娝畷r，紅燈亮；當?shù)诙訃娝畷r，黃燈亮；當所有噴水時，綠燈亮。梯形圖如下3-7-1： 圖3-7-1第一種花樣的梯形圖3.7.2花式噴泉的第二種花樣 當選擇開關(guān)2的位置時，噴泉運行第二種花樣：1、3管同時噴水，延時3秒后1、3停止噴水，同時2、4噴水，交替運行5次后1、2、3、4一起噴水，30秒后停止，以此規(guī)律循環(huán)。1、3管以中速正轉(zhuǎn)噴水，2、4管以慢速正轉(zhuǎn)噴水。當?shù)谌蛘叩谒膶尤我庖粚訃娝臅r候紅燈亮；當?shù)诙訃娝臅r候，黃燈亮；當所有噴水時，綠燈亮。梯形圖如下3-7-2：圖3-7-2 第二種花樣的梯形圖3.7.3 花式噴泉的第三種花樣當選擇開關(guān)3的位置時，噴泉運行第三種花樣：1、2、3、4按順序延時2秒噴水，然后一起噴30秒后4、3、2、1再分別延時2秒停噴，以此循環(huán)。1、3管以中速正轉(zhuǎn)噴水，2、4管以慢速正轉(zhuǎn)噴水。當?shù)谌蛘叩谒膶尤我庖粚訃娝臅r候紅燈亮；當?shù)诙訃娝臅r候，黃燈亮；當所有噴水時，綠燈亮。梯形圖如下3-7-3： 圖3-7-3 第三種花樣的梯形圖結(jié)論本課題是基于PLC和變頻器的花式噴泉的設(shè)計，主要是以可編程控制器PLC和變頻器為核心來研究花式噴泉的設(shè)計，利用可編程控制器PLC和變頻器強大的控制功能，實現(xiàn)了利用可編程控制器和變頻器控制花式噴泉的功能，具有接線簡單、編程直觀、擴展容易等特點。其中，梯形圖的設(shè)計可以根據(jù)不同的花樣要求設(shè)計出不同的噴水式樣，同時修改方便。還有如果要增加花式噴泉的功能時，只需增加一個I/O擴展模塊即可。原來的接線無需改變，軟件上只需增加相應(yīng)的程序以及輸出功能，易于修改。此次課題設(shè)計培養(yǎng)了我們的設(shè)計能力、分析能力以及全面思考問題的能力，是對我們四年大學(xué)生活的檢驗和總結(jié)，對我們而言是一次很好的鍛煉，相信一定會對我們以后的學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生深遠的影響，可謂受益匪淺！致謝在完成論文的過程中，指導(dǎo)老師給予了我極大的幫助，我有不懂的問題去找老師，老師總是熱情耐心地講解，幫我解決了設(shè)計過程中存在的問題。我對老師的講解也非常滿意。同時也要感謝幫助過我的老師和同學(xué)們，非常感謝你們的幫助和大力支持，從中我學(xué)到了很多也懂得了許多人生的道理。再次對你們表示感謝！參考文獻1 龔仲華.三菱FX/Q系列PLC應(yīng)用技術(shù)M.北京：人民郵電出版社，2008,351-374.2 中國機電一體化技術(shù)應(yīng)用協(xié)會和PLCopen中國組織聯(lián)合主辦.PLC技術(shù)發(fā)展及IEC 61131-3國際標準研討會C,2010-05-12.3 袁曉紅.可編程控制器梯形圖語言編譯器的研究與設(shè)計D.中南大學(xué)，2004.4 劉強.變頻器世界R.廣東省自動化學(xué)會副秘書長,2004.5 YOSHIDA HIROSHI;KAGAWA TETSUO.OMRON CORP.PLC control program development device and program.2007-10-196 李國洪,陳剛,孫東輝,安志遠,王菊香. PLC梯形圖程序的順序控制設(shè)計法J. 電工技術(shù)雜志,2000.(03).7 張政軍.PLC步進控制編程實例N/OL.電子報.2010-05-168 曾慧，三菱PLC編程軟件GX Developer 應(yīng)用(下)N.電子報,2008-10-26.9 GB/T 7714-2005,文后參考文獻著錄格式S10 高欽和.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計實例M.北京:人民郵電出版社,2004：50-107.附錄A附錄B 26