PLC在花式喷泉监控系统设计中的应用

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1、毕业设计论文第29页共29页1引言喷泉时常与美景相联系，由此人们对环境美的要求由喷泉的自身带给人的美感也不能忽视。而且喷泉可以湿润周围空气，减少尘埃，降低气温。喷泉的细小水珠同空气分子撞击，能产生大量的负氧离子。因此，喷泉有益于改善城市面貌和增进居民身心健康。如今科技日新月异，喷泉也更是包含了许多的科学技术，集科学与艺术于一身，在城市建设中扮演着越来越重要的角色，其自身的发展与大量新技术的出现及发展是分不开的，完成本设计控制系统的核心控制部件PLC更是有着丰富的发展历史。可编程控制器(PLC)是综合了计算机技术，自动控

2、制技术和通信技术的新型的，通用的自动控制装置。它具有功能强、可靠性高、使用灵活方便、易于编程及适应工业环境下应用等一系列优点，它在工业自动化、传统产业技术等方面的应用越来越广，其中西门子公司的可编程控制器，尤其是小型可编程控制器S7-200系列的CPU224以其质量、价位等方面的因素，而应用在本设计中。本设计控制系统软件设计部分是通过相关的PLC编程软件编制的，具体体现为程序梯形图，由于其具有直观、形象的优点，所以易于修改、维护。为了操作上的方便，本设计中采用触摸屏实现控制操作面板，触摸屏比传统的开关和输入设备更简便、

3、美观，通过相应的软件制作操作面板使喷泉监控系统更直观，且易操作。2系统设计原理基础2.1设计目的和意义通过毕业设计培养我们综合运用所学的基础理论，基础知识，基本技能分析和解决实际问题的能力；使我们受到PLC系统开发的综合训练，并熟知PLC系统开发的相关知识及设计步骤，达到能够进行PLC系统设计并实施的目的；使我们掌握利用PLC和触摸屏实现花样喷泉监控的工作原理和设计思路，培养我们自行开发，设计和自行研究的能力。毕业设计论文第29页共29页通过毕业设计，对我们大学几年的学习进行一次总结，使我们初次体验用自己学到的知识变为

4、生产力的感受，对我们自身的意志的考验，和思维的拓广有着重要的意义。2.2设计原理及项目发展情况本设计中的喷泉监控系统重要应用部件为PLC及触摸屏，设计原理主要是基于这两者，下面分别介绍其工作过程及工作原理：2.2.1PLC的组成和工作原理及过程㈠PLC的组成：PLC实质是一种专用计算机，它的组成形式基本上与微机相同，PLC的主机是由微处理器(CPU)、存储器(EP-ROM，RAM)、用户输入、输出部分I/O扩展机、外围设备以及电源等组成。主要的各部分之间均通过总线连接。总线有控制总线(CB)、地址总线(AB)、数据总线

5、(DB)以及电源总线。CPU是PLC机的核心，它从存储器中读取用户程序或数据，并从用户程序中逐条取出指令，解释指令的内容，按指令规定的任务产生相应的控制信号，以便执行该指令；存储器用来存储监控程序，模块化应用功能子程序和各种系统参数等。和用作存放用户编程的梯形图程序；用户输入，输出部分包括输入、输出接口，输入、输出控制电路及隔离电路等。它起着PLC与用户输入、输出设备之间的连接作用。㈡PLC的工作原理:图2-1CPU扫描周期CPU连续执行用户程序，任务的循环序列称为扫描，如图2-1所示，CPU的扫描周期包括读输入，执行

6、程序，处理通信请求，执行CPU自诊断测试及写输出等内容。毕业设计论文第29页共29页PLC可被看成是在系统软件支持下的一种扫描设备，它一直周而复始的循环扫描并执行由系统软件规定好的任务。用户程序只是扫描周期的一个组成部分，用户程序不运行时，PLC也在扫描，只不过在一个周期中去除了用户程序和读输入，写输出这几部分内容。典型的PLC在一个周期中完成以下5个扫描过程：①自诊断测试扫描过程。为保证设备的可靠性，及时反映所出现的故障，PLC都具有自诊断监视功能。自诊断监视功能主要由时间监视器（WatchdogTimer，WDT）

7、完成。WDT是一个硬件定时器，每一个扫描周期开始前都被复位。WDT的定时可由用户修改，一般在100-200ms之间。其他的执行结果错误可由程序设计者通过标志位进行处理。②与网络进行通信的扫描过程。一般小型系统没有这一扫描过程，配有网络的PLC系统才有通信扫描过程，这一过程用于PLC之间几PLC与上机位计算机或终端设备之间的通信。③用户程序扫描过程。机器处于正常运行状态下，每一个扫描周期内包含该扫描过程，该过程在机器运行中是否执行是可控的，用户程序的长短，会影响过程所用的时间。④读输入，写输出扫描过程。机器在正常运行状态

8、下，每一个扫描周期内部包含这个扫描过程。该过程在机器运行中是否执行是可控的。CPU在处理用户程序时，使用的输入值不是直接从输入中读取的，运算的结果也不直接送到实际输出点而是在内存中设置了两个映像寄存器；一个为输入映像寄存器（PⅡ），另一个为输出映像寄存器（PIQ）。用户程序中所用的输入值是输入映像寄存器的值，运算结果放在输出映像寄