基于plc控制的花樣噴泉(完整版)

　　

【正文】 從大規(guī)模集成電路和微型計算機為代表的微電子技術高度發(fā)展并向傳統(tǒng)機械工業(yè)領域迅速滲透、與機械電子技術深度結合的現(xiàn)代工業(yè)基礎上，綜合運用機械、微電子、自動控制、信息、傳感測試、電力電子、接口、信號變換以及軟件編程等技術的群體技術。基于PLC控制的花樣噴泉的設計基于PLC控制的花樣噴泉摘要：在現(xiàn)代社會中隨著人們對環(huán)境越來越重視，計算機硬件技術越來越普遍，噴泉的應用也更加受歡迎。★ 機電控制技術是在新技術浪潮中，電子技術、信息技術向機械工業(yè)滲透并與機械技術相互融合的產(chǎn)物。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。 20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。 機械學：機械設計、機械制造 電子學：電工學、電機學、數(shù)字電路、模擬電路 控制論：經(jīng)典控制（控制工程基礎）、現(xiàn)代控制（多變量） 計算機科學：微處理系統(tǒng)及接口技術，應用軟件技術（CAD、CAM、CNC） CAD／CAM：計算機輔助設計與制造(簡稱CAD／CAM)。由于機電一體化產(chǎn)品技術性能、水平和功能的提高，機械本體要在機械結構、材料、加工工藝性及幾何尺寸等方面適應產(chǎn)品高效、多功能、可靠和節(jié)能、小型、輕量、美觀等要求。機電控制系統(tǒng)一方面要求驅動的高效率和快速響應特征，同時要求有較高的可靠性和對水、油、溫度、塵埃等外部環(huán)境有較強的適應性。★ 機電一體化結構圖 “機電一體化”涵蓋“技術”和“產(chǎn)品”兩個方面。 檢測傳感裝置是實現(xiàn)自動控制的重要環(huán)節(jié)，要求傳感器及其放大處理電路快速、精確地獲取信息，并能夠抗干擾、可靠性高。檢測精度的高低將直接影響機械性能的好壞，現(xiàn)代工程技術要求傳感器能快速、精確地獲取信息，并能經(jīng)受各種嚴酷環(huán)境的考驗；傳感器應具有廣的功能范圍、高的精度、好的動態(tài)響應、高的靈敏性和分辨率、高的抗干擾能力和可靠性。★ 機電系統(tǒng)自動控制包括位置控制、速度控制、力或力矩控制、自校正補償?shù)龋詣涌刂频幕A是自動控制原理，分為經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論。 強調(diào)精密機械設計技術的運用，即利用高、新技術手段，實現(xiàn)結構上、材料上、性能上的變更，以滿足： 1. 減輕重量， 減小體積 提高剛度?? 實現(xiàn)標準化、通用化、系列化 機械技術是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其它高、新技術來更新概念，實現(xiàn)結構上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。 ★伺服傳動包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置。系統(tǒng)總體技術是一種從整體目標出發(fā)，用系統(tǒng)的觀點和方法，將總體分解成若干功能單元，找出能完成各個功能的技術方案，再將各個功能與技術方案組合成方案組進行分析、評價、優(yōu)選的綜合應用技術。因此，機電一體化的主要發(fā)展方向如下： 智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。 20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。表現(xiàn)特征之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS48DCS。 1．提高精度　機電控制技術使機械傳動部件減少，因而使機械磨損、配合間隙及受力變形等所引起的誤差大大減少，同時由于采用電子技術實現(xiàn)自動檢測和控制、補償、校正因各種干擾因素造成的動態(tài)誤差，從而達到單純機械裝備所不能實現(xiàn)的工作精度。 5．提高安全性、可靠性　具有自動檢測監(jiān)控的機電控制系統(tǒng)，能夠對各種故障和危險情況自動采取保護措施，及時修正運行參數(shù)，提高系統(tǒng)的安全可靠性。 9．降低價格　由于結構簡化，材料消耗減少，制造成本降低，同時由于微電子技術的高速發(fā)展，微電子器件價格迅速下降，因此機電一體化產(chǎn)品價格低廉，而且維修性能改善，使用壽命延長。現(xiàn)在，仍常常將PLC簡稱PC。　　在我國應用的PLC，幾乎涵蓋了世界所有的品牌，呈現(xiàn)八國聯(lián)軍的態(tài)勢，但從行業(yè)上分，有各自的勢力范圍。如羅克韋爾A－B公司主推的三層網(wǎng)絡結構體系，即EtherNet、ControlNet、DeviceNet，西門子公司在ProfibusDP及ProfibusFMS網(wǎng)絡等。　　3)OPC基金會推出了OPC(OLE for Process Control)標準，這進一步增強了軟硬件的互操作性，通過OPC一致性測試的產(chǎn)品，可以實現(xiàn)方便的和無縫隙數(shù)據(jù)交換。以太網(wǎng)能否順利進入工控領域，還存在爭論。（4）通過變頻器控制水泵的轉速達到控制每個噴泉噴水高度的要求。隨著人們對噴泉的造景功能、娛樂功能、環(huán)保功能認識的提高，噴泉的得到了更多的應用。運行穩(wěn)定可靠PLC是專為工業(yè)控制設計的，在設計和制造過程中，采取了多層次抗干擾和精選元件措施，可在惡劣的工業(yè)環(huán)境下與強電設備一起工作，運行的穩(wěn)定性和可靠性較高。PLC的工作過程是一個不斷循環(huán)掃描的過程。變頻器的選型本次花樣噴泉控制系統(tǒng)中的變頻器只用于每環(huán)噴水管的噴水高度，所以選用三菱公司FRS520(S)E系列的變頻調(diào)速器。（3）、按下位置開關３，運行第三種花樣。本設計在老師的精心指導下最終順利完成。對于本次的設計論文，我從思想上高度重視，先通過查閱各方面的資料，有了初步的設計思路，然后在設計中不斷地融入自己的想法，是本次設計更加完善。按下X2系統(tǒng)執(zhí)行第一種花樣，S21～S25為第一種花樣的程序；按下X3系統(tǒng)執(zhí)行第二種花樣，S31～S25為第二種花樣的程序；按下X4系統(tǒng)執(zhí)行第三種花樣，S41～S47為第三種花樣的程序。水泵的選型。每一次掃描過程有輸入采樣，程序執(zhí)行和輸出刷新3個階段。五、 系統(tǒng)硬件的設計PLC的選型本次花樣噴泉控制系統(tǒng)選用的PLC為三菱公司的FX0N系列，型號為FX1S30MR。其主要特點為:PLC軟件簡單易學 PLC采用的易學易懂的梯形圖語言，是以計算機軟件技術構成人們慣用的繼電器模型，形成的一套獨具風格的一繼電器梯形圖為基礎的形象編程語言。花樣噴泉示意圖如圖1所示：圖1 花樣噴泉示意圖花樣噴泉的控制原理圖通過按鈕開關信號來控制PLC，用一個變頻器來控制4個水泵。二、花樣噴泉的設計方案花樣噴泉的控制要求（1）1號2號噴水管為外環(huán)形狀，3號噴水管為內(nèi)環(huán)形狀，4號噴水管為星型。OPC與現(xiàn)場總線技術的結合，是未來控制系統(tǒng)向FCS技術發(fā)展的趨勢。開放是發(fā)展的趨勢，這已被各廠商所認識，形成了長時期妥協(xié)與競爭的過程，并且這一過程還在繼續(xù)。歐美PLC在網(wǎng)絡和軟件方面具有優(yōu)勢，而日本PLC在靈活性和價位方面占優(yōu)勢。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng).　　近年，工業(yè)計算機技術(IPC)和現(xiàn)場總線技術(FCS)發(fā)展迅速，擠占了一部分PLC市場，PLC增長速度出現(xiàn)漸緩的趨勢，但其在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。例如，利用數(shù)控加工中心或柔性制造系統(tǒng)，可以通過調(diào)整系統(tǒng)運行程序，適應不同零件的加工工藝。 6．改善操作性和使用性　機電控制裝置或系統(tǒng)各相關傳動機構的動作順序及功能協(xié)調(diào)關系，可由程序控制自動實現(xiàn)，并建立良好的人機界面，對操作參數(shù)加以揭示，因而可以通過簡便的操作得到復雜的功能控制和使用效果。 2．增強功能　現(xiàn)代高新技術的引入，極大地改變了機械工業(yè)產(chǎn)品的面貌，具有多種復合功能，成為機電一體化產(chǎn)品和應用技術的一個顯著特征。一層是，機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。