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毕业设计 基于PLC的喷泉控制系统设计 共69页，17925字 附力控组态
目 录
设计总说明 I
INTRODUCTION II
1 绪论 1
1.1 喷泉的发展和现状 1
1.2 喷泉控制方式的比较 1
2 PLC的喷泉控制系统结构设计 2
2.1 喷泉的总体方案设计 2
2.2 系统的结构图 4
2.3 系统的工作过程 4
3 硬件电路设计 5
3.1 硬件选型 5
3.1.1 PLC的CPU选型 5
3.1.2 PLC的扩展模块选型 8
3.1.3 变频器的选型 10
3.1.4 水泵和电磁阀的选型 12
3.2 控制面板的设计 13
3.3 硬件接线图 14
3.3.1 系统主控原理图 14
3.3.2 CPU基本单元的I/O接口图 15
3.3.3 EM223 数字量扩展模块的I/O接口图 16
3.3.4 EM223、EM232与变频器接线图 17
4 软件设计 18
4.1 花样方案设计 18
4.1.1 方案一花样的研究分析 18
4.1.2 方案二的花样研究分析 20
4.2 程序设计 24
4.2.1 程序编写 24
4.2.2 I/O地址分配 24
4.2.3 内存变量分配 24
5 PC机监控软件设计 24
5.1 力控组态软件介绍 24
5.2 监控软件设计 26
5.2.1 人机友好界面设计 26
5.2.2 定义I/O设备 27
5.2.3 创建实时数据库 27
5.2.4 通信变量关联 28
5.3 喷泉监控系统模拟动画仿真 28
6 结束语 31
鸣 谢 32
参考文献 33
附 录 34
附录 Ⅰ 元器件清单 34
附录 Ⅱ 程序梯形图 35
附录 Ⅲ I/O地址分配 50
附录 Ⅳ 内存变量分配 51
附录 Ⅴ 系统模拟动画仿真的脚本编译 56

设计总说明
喷泉系统的控制方式通常有手动控制、程序控制和音乐控制三种。手动控制喷泉缺乏变化，但成本低廉。程序控制喷泉有丰富的水形变化。音乐控制喷泉采用无级调速控制，将音乐与水形变化完美结合，同时给人们以视觉和听觉的享受。而喷泉系统的程序控制方式因不同的元器件控制也分很多种类，例如单片机控制、PLC控制等等。
传统的喷泉手动控制一旦设计好控制电路，就不能随意改变喷泉的花样及喷水时间；而在喷泉控制系统中，采用单片机控制原理，以可控硅作为功率开关元件，由于可控硅承受过电压、过电流的能力较差，因而不能长时间运行。但采用PLC能有效的解决这些问题，PLC具有体积小，功能强、可靠性高，灵活性强和可扩展性的特点通过改变喷泉的控制程序或改变方式选择开关，就可以改变花式喷泉的喷水规律，从而变化出很多花样，同时，PLC具有很强的自诊断功能，迅速方便的检查出故障，缩短检修时间，因而确保控制系统的可靠性，稳定性，因此本设计采用的是喷泉程序控制中的PLC控制。
本设计以西门子公司生产的S7-200系列PLC为核心对喷泉系统进行控制。整个喷泉系统除了核心器件PLC外，还有变频器、水泵、电磁阀和水下灯等器件，通过PLC的程序分别对上述器件进行控制。喷泉控制系统中还要以力控组态软件设计出人机友好界面和对系统进行监控和干预，这就是PC远程监控控制系统。因此本设计有两种方式对喷泉系统进行控制，一种是在工作地点的近程控制，另一种是在远离工作地点的监控室的PC远程控制。
本喷泉系统提供两套工作花样进行选择。而喷泉的花样的变化主要是由灯光系统、变频系统和喷水泵工作系统三个部分组成。灯光系统是由七种不同颜色的水下灯在喷泉喷水的过程中不断的变化构造而成。变频系统是由变频器对喷泉水泵的频率控制，使喷泉喷水的高度可以变化。喷水泵工作系统是指在一个时间段中水泵工作的个数和水泵工作的先后顺序的变化构造而成。这三个系统是本喷泉系统的重要组成部分，因此它们也是本设计的设计重点。
本设计的喷泉系统工作过程为：首先对系统进行启动，然后选择方案，选择是否需要灯光，再然后PLC会根据编写好的程序对电磁阀进行开合控制；对灯光进行开关控制；对变频器进行起停控制，变频器再对设定好的频率对水泵进行控制。这样就实现了整个喷泉的系统。
关键词：喷泉控制；PLC；力控组态；变频器