基于plc的花样喷泉毕业论文(编辑修改稿)

基于plc的花样喷泉毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

喷头 一起喷水， 1s 后47 号喷头喷水。 如此循环，直到按下停止按钮。 此报告设计了三种简单的花式，其余花式与这三种花式的实现原理相同，在这里就不过多说明。 基于 PLC 的花式喷泉 8 第三章 系统硬件设计 的概述及选型 的概述 1. PLC 的产生背景 可编程控制器是基于微型计算机技术的通用工业自动控制设备，在其早期主要应用于开关量的逻辑控制。 l987 年国际电工技术委员会（ International Electrotechnical Commission， IEC）颁布的 PLC 标准草案对 PLC 做了如下定义：“ PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。 它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控 制各种类型的机械或生产过程。 PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 在可编程控制器问世以前，工业控制领域中是以继电器控制占主导地位的。 这种由继电器构成的控制系统存在明显的缺点，尤其是对生产工艺多变的系统适应性较差。 1968 年，美国通用汽车公司（ GM）根据市场形势与生产发展的需要，为了完成“多品种、小批量、不断翻新汽车品牌型号”的战略，提出了研制新型逻辑顺序控制装置来取代继电器控制装置。 第 2 年，美国数字设备公司（ DEC）就研制出了第一台 PLC，将其应用于 美国通用汽车自动装配生产线上，并取得了极大的成功。 此后随着计算机技术、半导体集成技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的不断进步， PLC 也迅速发展起来。 PLC 初创阶段的代表产品有 MODICON 公司的 08 DEC 的 PDP． 14 和日立公司的 SCY． 022 等。 该时期 PLC 产品的主要功能是执行原先由继电器完成的顺序控制、逻辑运算、定时和计数等。 它的 CPU 由中小规模的数字集成电路组成，在 I／ O 接口电路上做了改进以适应工业控制现场的要求，它的控制功能比较简单。 在软件编程上，采用广大电气工程技术人员所熟悉的 继电器控制线路的方式 —— 梯形图。 而通用汽车公司（ GM）公司为了适应生产工艺不断更新的需求，从用户角度提出了新一代控制器应具备的 10 项指标： (1)编程方便可现场修改程序 (2)维修方便采用模块化结构 (3)可靠性高于继电器控制装置 (4)体积小于继电器控制组装置 (5)具有数据通信功能数据可直接送入计算机管理 (6)成本可与继电器控制系统竞争 (7)输入可为市电 (8)输出可为市电容量要求在 2A 以上，可直接驱动接触器、电磁阀等 基于 PLC 的花式喷泉 9 (9)易于扩展扩展时原系统改变最小 (10)用户存储器大于 4KB 根据这 10 项 指标，美国数字设备公司 (DEC 公司 )于 1969 年研制出了世界上第一台可编程控制器 PDP14，并在 GM 公司的汽车生产线上使用成功，可编程控制器自此诞生。 气候美国的莫迪康（ MODICON）公司也推车了 084 控制器； 1971 年，日本推出了DSC8 控制器； 1973 年，西欧各国的可编程控制系也相继研制成功；我国于 1974 年开始研制可编程控制器，并于 1977 年开始工业应用。 2. PLC 的构成 从结构上分， PLC 分为固定式和组合式（模块式）两种。 固定式 PLC 包括 CPU 板、I/O 板、显示面板、内存块、电源等，这些元 素组合成一个不可拆卸的整体。 模块式 PLC包括 CPU 模块、 I/O 模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。 的特点 1 可靠性高，抗干扰能力强。 可靠性是电气控制设备的关键性能。 PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。 例如三菱公司生产的 F 系列 PLC 平均无故障时间高达 30 万小时。 一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均无故障工作时间则更长。 从PLC 的机外电路来说，使用 PLC 构成控制系统，和同等规模的继电接触器 系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。 此外， PLC 带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。 在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除 PLC 以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。 这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。 喷泉可靠性不高的改进方式：对于喷泉喷不喷 水 的问题，可以在电磁阀旁安装一个压力监测计，检测水压， 然后 回馈给控制电脑。 使人们早发现，早制止。 2 配套齐全，功能完善，适用性强。 PLC 发展到 今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。 可以用于各种规模的工业控制场合。 除了逻辑处理功能以外，现代 PLC 大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。 近年来 PLC 的功能单元大量涌现，使 PLC 渗透到了位置控制、温度控制、 CNC 等各种工业控制中。 加上 PLC 通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用 PLC 组成各种控制系统变得非常容易。 3 易学易用，深受工程技术人员欢迎 PLC 作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。 它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。 梯形图 语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用 PLC 的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。 为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 基于 PLC 的花式喷泉 10 4 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造。 PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。 更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。 这很适合多品种、小批量的生产场合。 5 体积 小，重量轻，能耗低 以超小型 PLC 为例，新近出产的品种底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗仅数瓦。 由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。 的主要技术指标 PLC 的性能指标较多，主要介绍与组成 PLC 控制系统关系较直接的几个。 （ 1）编程语言及指令功能 梯形图语言、助记符语言在 PLC 中较为常见，梯形图语言一般在计算机屏幕上编辑，使用起来简单方便。 助记符语言与计算机编程序相似，如果对有编制程序基础的工程技术人员来说，学习助记符会容易一些，只要理 解各个指令的含义，就可以像做计算机 PLC 实际上只认识助记符语言，梯形图语言是需要转换成助记符语言后，存入 PLC的存储器程序一样写 PLC 的控制程序。 如果两种语言都会使用更好，因为它们之间可以相互转换。 现在功能图语言的使用有上升趋势。 编程语言中还有一个内容是指令功能。 衡量指令功能强弱可看两个方面：一是指令条数多少；二是指令中有多少综合性指令。 一条综合性指令一般就能完成一项专门操作。 用户编制的程序完成的控制任务，取决于 PLC指令的多少，指令功能越多，编程越简单和方便，完成一定的控制任务越容易。 （ 2）输入输出点数 输入输出点数是 PLC 可以接受的输入开关信号和输出开关信号的最大数量，值得注意的是输入点数往往的大于输出点数的，且二者不能相互替代。 PLC 的输出节点为继电器 ， 继电器型可接交流 220V 或直流 24V 负载，没有极性要求。 （ 3）扫描速度数是指 PLC 扫描 1k（ 1k=1024）字用户程序所需的时间，通常以 ms/k 字为单位，扫描速度越快越好。 （ 4）存储容量 存储容量是存放用户程序的存储器的容量。 通常用 k 来表示。 也有的 PLC 直接用所能存放的程序量表示。 在编制 PLC 程序 时，需要用到大量的寄存器来存放变量、中间结果、保持数据、定时计数、模块设置和各种标志位等信息。 这些寄存器的多少，直接关系到程序的编制，该存储器的容量越大，就可以编制出更复杂的程序。 （ 5）可扩展性 在现代工业生产中 PLC 的可扩展性也显的非常重要。 主要包括： 1）输入输出点数的扩展； 2）存储容量的扩展； 3）联网功能的扩展； 基于 PLC 的花式喷泉 11 4）可扩展的模块数； 另外，可编程序控制器的可靠性、易操作性及经济性等功能指示也受用户的关注。 （ 6） PLC 的应用与发展趋势 可编程控制器的应用领域 PLC 在钢铁、石油、化工、电力、建 材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业的应用也越来越广泛，主要可以归纳为以下几类： 1）开关量的逻辑控制 可编程控制器可实现逻辑控制、顺序控制，也可用于单台设备的控制，又可用于多机群控制及自动化流水线。 2）模拟量控制 在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。 为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（ Analog）和数字量（ Digital）之间的 A/D 转换及 D/A 转换。 3）运动控制 PLC 可以用于圆周运动或直线运动的控制。 从控制机构配置来 说，早期直接用开关量 I/O 模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。 如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。 4）过程控制 过程控制是指对连续变化的量进行控制。 如对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。 作为工业控制计算机， PLC 能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。 目前已广泛应用于冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合。 5）数据处理 现代 PLC 具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能。 可以完成数据的采集、监测、分析和处理。 这些数据可以与参考值比较，完成一定的控制操作。 也可以利用通讯功能传送到其他的智能装置，或将它们打印制表。 数据处理一般用于大型过程控制系统，如冶金、造纸、食品工业中的一些大型控制系统。 6）通信及联网 PLC 通信含 PLC 间的通信及 PLC 与其他智能设备间的通信。 随着现代社会计算机技术的提高，网络通讯技术的不断发展，它也将和其他的工业控制计算机组网构成大型的控制系统，在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。 PLC 的发展趋势 许多年前就有人预言， PLC 将要被 PCBASED 控制系统取代。 但 PLC 的 销售 仍 以十分稳定的增长率逐年上升。 目前的 PLC 已经与十年前大不相同，。