花樣噴泉的plc控制系統設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ........................................................................................ 33 WINCC 簡介 ..................................................................................................... 33 WINCC 制作 ...................................................................................................... 34 花樣噴泉 WINCC 仿真畫面 ................................................................................... 36 小結 ............................................................................................................................... 43 致謝 ............................................................................................................................... 44 參考文獻 ........................................................................................................................ 45 ` 第一章 緒論 PLC 發展史 PLC 的 產生 在 20 世紀 60 年代，汽車生產流水線的自動控制系統 主要 是由繼電器 、接觸器組成 。 在當時，每一次的汽車換型都需要繼電器控制線路重新設計和安裝， 操作機械麻煩 。隨著 技術的進步 ，人們要求的提高，汽車更新 換代 的周期越來越 快 ，這樣 就導致繼電器控制系統頻繁的重裝 ，既浪費時間又費工和廢料，甚至阻礙了要更新的周期。為了改變這一現狀，美國通用汽車公司在 1969 年公開招標，要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置，并提出了十項招標指標，要求編程方便 、現場可修改程序、維修方便、采用模塊化結構等。 1969 年，美國數字設備公司（ DEC）研制出第一臺 PLC，在美國通用汽車自動裝配線上試用，并獲得成功。 早期的可編程程序控制器稱為可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller） 簡稱 PLC，它主要用來代替繼電器實現邏輯控制。隨著技術的發展，這種裝置的功能已經大大超過了邏輯控制的范圍。為了控制機器和生產過程又增加了功能，比如順序、時間、計數和算數等，目前 PLC 已經廣泛應用在復雜的自動化生產和控制行業中。 1971 年，日本從美國引進了這項技術，很快研制出日本第一臺 PLC。 1973 年西歐國家也研制出他們 的第一臺 PLC。我國從 1974 年開始研制，于 1977 年開始進入工業應用。 PLC 的定義 可編程控制器，英文名稱 Programmable Controller，簡稱 PC。但由于 PC 容易和個人計算機 PC（ Personal Computer）混淆，故人們習慣用 PLC 作為可編程控制器的縮寫。 PLC 是英文 Programmable Logic Controller 的縮寫。可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。 PLC 的主要特點 （ 1）可靠性高，抗干擾能力強 PLC 是專為工業控制設計的，能適應工業現場的惡劣環境。可以 這么 說，沒有任何一種工業控制設備 可以 達到可編程控制器 這樣 的可靠性。 它具有很強的抗干擾能力，能在 極 惡劣的環境下（如溫度高、濕度大、金屬粉塵多、距離高壓設備近、有 比 較強的高頻電磁干擾等）長期連續可靠的工作，平均無故障 時間 比較長，故障修復時間 比較 短。 （ 2）編程簡單易學 PLC 的設計是面向工業企業中一般電氣工程技術人員的，它采用易于理解和掌握的梯形圖語言，以及面向工業控制的簡單指令。無論是在生產線的設計中，還是在傳統設備的改造中，電氣工程技術人員都特別歡迎和 愿意使用 PLC。 （ 3）硬件配套齊全，用戶使用方便、維護方便 PLC 的產品已經標準化、系列化、模塊化，配備有品質齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活、方便地進行系統配置，組成不同功能、不同規模的系統。 在 PLC 運行中，在 PLC 的面板上（或顯示器上）可以顯示生產過程中用戶感興趣的各種狀態和數據，使操作人員做到心中有數，及時在出現故障甚至發生事故時，也能及時處理。 編程器不僅能對 PLC 控制程序進行寫入、讀出、檢測、修改，還能對 PLC的工作進行監控，使得 PLC 的操作及維護都很方便。 PLC 還具 有很強的自診斷能力，能隨時檢查出自身的故障，并顯示給操作人員。 有人曾預言，將來自動化工廠的電氣工人，將一手拿著螺絲刀，一手拿著編程器。這也是可編程控制器得以迅速發展和廣泛應用的重要因素之一。 （ 4）設計、施工、調試周期短 用 PLC 完成一項控制工程時，由于其硬、軟件齊全，設計和施工可 以 同時進行，由于軟件編程取代了繼電器硬接線實現控制功能，使得控制柜的設計及安裝接線工作量大 大 減少， 縮短了施工周期。同時，由于用戶程序大 多 可以在實驗室模擬調試，模擬調試好后再將 PLC 控制系統在生產現場進行聯機統調，使得 調試方便、快速、安全，因此大大縮短了設計和投運周期。 （ 5）體積小，能耗低 PLC 的結構緊湊，體積小，重量輕，復雜的控制系統使用 PLC 后，可以減少大量的中間繼電器和時間繼電器。 （ 6）功能強，性價比高 一臺小型 PLC 有成百上千個可供用戶使用的編程元件，可以實現非常復雜的控制功能。與實現相同功能的繼電器接觸器控制系統相比，具有很高的性價比。 PLC 的主要功能 1） 順序邏輯控制 這是 PLC 最基本最廣泛最廣泛的應用領域，用來取代繼電器控制系統，實現邏輯控制和順序控制。它既可用于單片機控制或多機控制，又可用 于自動化生產線的控制。 2） 運動控制 在機械加工行業，可編程控制器與計算機數控（ CNC）集成在一起，用以完成機床的運動控制。很多 PLC 制造廠已提供了拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模板。在多數情況下， PLC 把描述目標位置的數據送給模板，模板移動一軸或數軸到目標位置。當每個軸移動時，位置控制模板保持適當的速度和加速度，確保運動的平衡。目前，已經用于控制無心磨削、沖壓、復雜零件分段沖裁、滾削、磨削等各項應用中。 3） 定時控制 PLC 為用戶提供了一定數量的定時器，并設置了定時器指令，一般每個定時器可實現 秒 ~ 秒或 秒 ~ 秒的定時控制，也可按一定方式進行定時時間的擴展。定時精度高，定時設定方便、靈活。同時， PLC 還提供了高精度的時鐘脈沖，用于精確的實時控制。 4） 計數控制 PLC 為用戶提供的計數器分為普通計數器、可逆計數器、高速計數器等，用來完成不同用途的計數控制。當計數器的當前計數值等于計數器的設定值，或在某一數值范圍時，發出控制命令。計數器的計數值可以在運行中被讀出，也可以在運行中修改。 5） 步進控制 PLC 為用戶提供了一定數量的位寄存器，用移位寄存器可方便地完成步進控制功能。在一道工序完成之后，自動進行下一道工序。一個工作周期結束后，自動進入下一個工作周期。有些 PLC 還專門設有步進控制命令，使得步進控制更為方便。 6） 數據處理 大部分 PLC 都具有不同程度的數據處理功能，例如 F2 系列、 S5 系列、 C系列等，能完成數據的運算例如：加、減、乘、除、乘方、開方等，邏輯運算例如：字與、字或、字異或、求反等，移位、數據比較和傳送以及數值的轉換等操 作。 7） 模數和數模轉換 在過程控制或閉環控制系統中，存在溫度、壓力、流量、速度 、位移、電流、電壓等連續變化的物理量（模擬量）。現在，不僅大、中型 PLC 具有模擬量處理功能，甚至很多小型 PLC 也具有模擬量處理功能，而且編程和使用都很方便。 8） 通信及互聯網 目前，絕大多數 PLC 都具備了通信能力，能夠在 PLC 機與計算機之間進行同位鏈接及上位鏈接。 PLC 的分類 根據 I/O 點數分類 可分為微型機、小型機、中型機、大型機、巨型機 根據結構形式分類 可分為整體式 PLC、 模板式 PLC、 分散式 PLC 根據生產廠家分類 德國西門子（ SIEMENS）公司的 S5 系列、 S7 系 列、 日本歐姆龍（ OMRON）公司的 C 系列、 三菱 （ MITSUBISHI）公司的 FX 系列、 日本松下（ PANASONIC）公司的 FP 系列、 法國施耐德（ SCHNEIDER）公司的 TWIDO 系列、 美國通用電氣（ GE）公司的 GEFANUC 系列、 美國 AB 公司的 PLC5 系列 PLC 的應用范圍及發展趨勢 應用范圍 PLC 作為一種通用的工業控制器，它可用于所有的工業領域。當前 國內外已廣泛地將 PLC 成功的應用到機械、汽車、冶金、石油、化工、輕工、紡織、交通、電力、電信、采礦、建材、食品、造紙、軍工、家 電等各個領域，并且取得了相當可觀的技術經濟效益。 發展趨勢 系列化、模板化 ； 小型機功能化 ； 中、大型機高速度、高功能、大容量 ； 低成本 ； 多功能 花 樣 噴泉的概述 噴 泉 是 一 種 將 水 或 其 他 液 體 經 過 一 定 壓 力 通 過 噴 頭灑 出 來 具 有 一 定 形 狀 的 組 合 體，提供水壓的一般為水泵。現代城市