基于plc的喷泉控制系统设计【字数：14800】
本设计按照设计流程，进行了喷泉控制系统的设计，采用西门子S7-300可编程控制器进行了系统设计。系统设计时，首先对流程进行了分析，按照流程的具体要求，进行了可编程控制器的选型，按照选型的结果进行总体设计方案的确定，包括输入部分，输出部分的具体思路。在硬件设计部分，按照设计的思路对硬件设计进行了分析设计，包括可编程控制器接线图，对电器元件进行了选型设计。在软件编程部分，主要进行了流程的分析，并且对可编程控制器的I/O点进行了分配设计，介绍了编程软件的功能和设计方法。在程序设计中，主要对各个功能的实现进行了详细的说明。在上位机仿真部分，严格按照上位机仿真的设计步骤，进行了上位机的仿真调试，对各个功能的实现进行了确认和修改。通过本设计，实现了系统的设计要求，本系统设计逻辑思维强，思路清晰，结构简单可靠，运行比较稳定，为后期系统升级预留扩展余量，满足了设计的要求。
目录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景及目的 1
1.2课题研究的内容 1
1.3系统的方案对比 1
1.4课题研究的思路 2
第二章 喷泉控制系统的流程分析 4
2.1控制流程的分析 4
2.2可编程控制器的介绍 4
2.3电磁阀的选型 8
2.4系统方案的确定 9
第三章 喷泉控制系统的硬件设计 10
3.1系统的硬件设计分析 10
3.2 I/O分配设计 10
3.3可编程控制器的硬件接线分析 11
第四章 喷泉控制系统的软件设计 13
4.1编程软件的介绍 13
4.2程序流程图的设计及分析 14
4.3程序设计及分析 16
4.4系统的软件调试 19
第五章 喷泉控制系统的上位机设计 21
5.1 MCGS的介绍 21
5.2工程的建立 22
5.3建立流程画面 24
5.4定义数据对象 24
5.5仿真效果 26
结束语 28
致谢 29
参考文献 30
第一章 绪论
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.1课题研究的背景及目的
由可编程控制器和微计算机组成的喷泉控制系统，以很快的速度发展，因为采用可编程控制器的控制系统具有可靠性高、维护方便、研发周期短、有更大的灵活性和拓展性等优点，可以完成更多更复杂的控制功能，成为喷泉控制系统今后的发展方向。本论文针对喷泉的实际控制要求，运用西门子S7300PLC进行硬件设计和程序设计，完成8组电磁阀的喷泉顺序控制，达到喷泉设计的艺术要求。通过本次设计，实现了系统设计的控制要求，结构简单可靠，运行比较稳定，为后期系统升级预留扩展余量，满足了设计的要求。
系统设计采用可编程控制器进行程序控制，达到系统控制的目的。在详细了解控制系统的设计要求的基础上，采用可编程控制器进行系统的硬件设计和软件编程调试，通过程序流程的思路和编程技巧达到系统的设计目的。可编程控制器有可靠性能高、抗干扰性强、经济实用、功能完善、体积小巧、扩展性好等优点，是现代工厂控制系统设计的最佳选择。以往的继电器接触器电路由于接线线路复杂，电器元件使用较多，触点容易老化，故障排查和解决比较困难，可靠性低等缺点，没法满足现代控制系统的使用要求。根据本课题研究的设计对象，采用可编程控制器进行系统设计，对本人大学学习期间的总结和实战，在认真学习可编程控制器的硬件手册和软件教程的基础上，完成图纸设计及程序编写和调试，达到系统的设计要求。
1.2课题研究的内容
对喷泉控制系统的8组电磁阀进行控制，，对喷泉控制要求如下：
（1）对第4组电磁阀进行控制，效果为得电和失电交替运行，10秒钟进行切换；
（2）对第8组电磁阀、第7组电磁阀、第6组电磁阀和第5组电磁阀，运行时，依次得电5S，然后再全部得电，等待10秒后，进行上述过程循环控制；
（3）对第3组电磁阀、第2组电磁阀和第1组电磁阀控制，依次得电3秒，然后全部失电，等待2秒后，进行上述过程循环控制。
1.3系统的方案对比
继电器接触器系统方案是早期电气控制常用的方案，通过系统的要求，设计电气原理图纸，并根据原理图纸完成系统的安装。继电器接触器系统对于设计要求不复杂、控制简单的系统来说，成本低、经济实用、线路简单。然而对于控制要求复杂、控制方法繁琐、控制精度要求高的系统来说，成本较高、线路复杂繁琐、系统故障率很高且排查困难等缺点就凸现出来，特别是自动控制方面，控制精度不高，操作人员要在现场操作，对身体伤害较大，而且操作主观性强，往往达不到最佳控制策略，可靠性能差。
单片机系统控制功能比较强大，对现场系统的控制精度比较好，而且能够根据具体控制算法进行程序设计，能够达到控制要求。但是单片机开发周期比较长，从硬件设计到制作单片板，软件设计和调试等，花费时间比较长，另外单片机的扩展性能差，对系统后期的改造升级适应性差。特别对现场信号的干扰，往往会影响整个系统运行的稳定性，如果安装环境恶劣，单片机系统将容易损坏。
对于有些控制系统来说，需要进行系统监控，在线修改参数，了解系统运行的具体产量等，需要设计上位机系统。在可视化界面完成监控和修改参数等功能，这就需要可编程控制器和上位机系统控制方案，可编程控制器将程序内的变量通过现场总线通讯和上位机进行数据交互，达到可视化的目的要求，这种控制方案是目前比较人性化的方案，操作人员完全可以在控制室内完成系统的操作，达到系统控制的最佳要求。
1.4系统的研究思路
按照喷泉控制系统的设计内容，详细分析该系统的具体控制，对要实现的功能进行说明，并明确系统的输入控制部分和输出控制部分，确定控制策略，提出控制方案，对方案进行综合比较，选择最佳设计策略。按照系统选择的最佳策略进行总体分析设计，对可编程控制器进行具体型号选择，对传感器进行具体型号选择，以及其他的控制电气元件的型号。根据选择的设备电气元件型号详细分析总体设计方案，保证系统控制的基本要求。硬件设计部分进行设计分析，明确硬件设计的基本要求，包括预留扩展、系统安全保护、以及电路的设计详细分析等，使用AUTO CAD软件完成系统的硬件图纸设计，并分析图纸接线的具体设计。软件编程部分进行设计分析，为了方便系统设计和后期调试，进行系统I/O分配的设计，根据系统的控制策略以及硬件选型，进行程序流程的设计，详细考虑系统功能的具体实现，按照程序流程，采用编程软件进行程序的设计编写，完成仿真调试，达到系统设计的要求。按照设计任务要求，进行上位机组态软件设计，对画面和变量进行编译，通讯协议建立，命令语言编写，达到系统可视化设计的要求。为了保证系统顺利设计完成，详细的设计思路如下几点：
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第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景及目的 1
1.2课题研究的内容 1
1.3系统的方案对比 1
1.4课题研究的思路 2
第二章 喷泉控制系统的流程分析 4
2.1控制流程的分析 4
2.2可编程控制器的介绍 4
2.3电磁阀的选型 8
2.4系统方案的确定 9
第三章 喷泉控制系统的硬件设计 10
3.1系统的硬件设计分析 10
3.2 I/O分配设计 10
3.3可编程控制器的硬件接线分析 11
第四章 喷泉控制系统的软件设计 13
4.1编程软件的介绍 13
4.2程序流程图的设计及分析 14
4.3程序设计及分析 16
4.4系统的软件调试 19
第五章 喷泉控制系统的上位机设计 21
5.1 MCGS的介绍 21
5.2工程的建立 22
5.3建立流程画面 24
5.4定义数据对象 24
5.5仿真效果 26
结束语 28
致谢 29
参考文献 30
第一章 绪论
1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
.1课题研究的背景及目的
由可编程控制器和微计算机组成的喷泉控制系统，以很快的速度发展，因为采用可编程控制器的控制系统具有可靠性高、维护方便、研发周期短、有更大的灵活性和拓展性等优点，可以完成更多更复杂的控制功能，成为喷泉控制系统今后的发展方向。本论文针对喷泉的实际控制要求，运用西门子S7300PLC进行硬件设计和程序设计，完成8组电磁阀的喷泉顺序控制，达到喷泉设计的艺术要求。通过本次设计，实现了系统设计的控制要求，结构简单可靠，运行比较稳定，为后期系统升级预留扩展余量，满足了设计的要求。
系统设计采用可编程控制器进行程序控制，达到系统控制的目的。在详细了解控制系统的设计要求的基础上，采用可编程控制器进行系统的硬件设计和软件编程调试，通过程序流程的思路和编程技巧达到系统的设计目的。可编程控制器有可靠性能高、抗干扰性强、经济实用、功能完善、体积小巧、扩展性好等优点，是现代工厂控制系统设计的最佳选择。以往的继电器接触器电路由于接线线路复杂，电器元件使用较多，触点容易老化，故障排查和解决比较困难，可靠性低等缺点，没法满足现代控制系统的使用要求。根据本课题研究的设计对象，采用可编程控制器进行系统设计，对本人大学学习期间的总结和实战，在认真学习可编程控制器的硬件手册和软件教程的基础上，完成图纸设计及程序编写和调试，达到系统的设计要求。
1.2课题研究的内容
对喷泉控制系统的8组电磁阀进行控制，，对喷泉控制要求如下：
（1）对第4组电磁阀进行控制，效果为得电和失电交替运行，10秒钟进行切换；
（2）对第8组电磁阀、第7组电磁阀、第6组电磁阀和第5组电磁阀，运行时，依次得电5S，然后再全部得电，等待10秒后，进行上述过程循环控制；
（3）对第3组电磁阀、第2组电磁阀和第1组电磁阀控制，依次得电3秒，然后全部失电，等待2秒后，进行上述过程循环控制。
1.3系统的方案对比
继电器接触器系统方案是早期电气控制常用的方案，通过系统的要求，设计电气原理图纸，并根据原理图纸完成系统的安装。继电器接触器系统对于设计要求不复杂、控制简单的系统来说，成本低、经济实用、线路简单。然而对于控制要求复杂、控制方法繁琐、控制精度要求高的系统来说，成本较高、线路复杂繁琐、系统故障率很高且排查困难等缺点就凸现出来，特别是自动控制方面，控制精度不高，操作人员要在现场操作，对身体伤害较大，而且操作主观性强，往往达不到最佳控制策略，可靠性能差。
单片机系统控制功能比较强大，对现场系统的控制精度比较好，而且能够根据具体控制算法进行程序设计，能够达到控制要求。但是单片机开发周期比较长，从硬件设计到制作单片板，软件设计和调试等，花费时间比较长，另外单片机的扩展性能差，对系统后期的改造升级适应性差。特别对现场信号的干扰，往往会影响整个系统运行的稳定性，如果安装环境恶劣，单片机系统将容易损坏。
对于有些控制系统来说，需要进行系统监控，在线修改参数，了解系统运行的具体产量等，需要设计上位机系统。在可视化界面完成监控和修改参数等功能，这就需要可编程控制器和上位机系统控制方案，可编程控制器将程序内的变量通过现场总线通讯和上位机进行数据交互，达到可视化的目的要求，这种控制方案是目前比较人性化的方案，操作人员完全可以在控制室内完成系统的操作，达到系统控制的最佳要求。
1.4系统的研究思路
按照喷泉控制系统的设计内容，详细分析该系统的具体控制，对要实现的功能进行说明，并明确系统的输入控制部分和输出控制部分，确定控制策略，提出控制方案，对方案进行综合比较，选择最佳设计策略。按照系统选择的最佳策略进行总体分析设计，对可编程控制器进行具体型号选择，对传感器进行具体型号选择，以及其他的控制电气元件的型号。根据选择的设备电气元件型号详细分析总体设计方案，保证系统控制的基本要求。硬件设计部分进行设计分析，明确硬件设计的基本要求，包括预留扩展、系统安全保护、以及电路的设计详细分析等，使用AUTO CAD软件完成系统的硬件图纸设计，并分析图纸接线的具体设计。软件编程部分进行设计分析，为了方便系统设计和后期调试，进行系统I/O分配的设计，根据系统的控制策略以及硬件选型，进行程序流程的设计，详细考虑系统功能的具体实现，按照程序流程，采用编程软件进行程序的设计编写，完成仿真调试，达到系统设计的要求。按照设计任务要求，进行上位机组态软件设计，对画面和变量进行编译，通讯协议建立，命令语言编写，达到系统可视化设计的要求。为了保证系统顺利设计完成，详细的设计思路如下几点：
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