基于組態(tài)技術(shù)與PLC的噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

岳殿霞

(吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程學(xué)院，吉林 吉林 132002)

0 引言

廣場(chǎng)噴泉已經(jīng)成為現(xiàn)代城市中不可或缺的一道亮麗的風(fēng)景，隨著科技發(fā)展，廣場(chǎng)噴泉的樣式不斷更新，本文設(shè)計(jì)的噴泉和彩燈二者之間動(dòng)靜結(jié)合，既裝點(diǎn)了環(huán)境又襯托了其他景觀，具有較高的觀賞性和趣味性。

1 噴泉系統(tǒng)控制要求

本文控制工藝要求如下：環(huán)形彩燈亮(5S)，中央?yún)^(qū)域彩燈亮(3S)，環(huán)形彩燈亮+環(huán)形噴泉噴(8S)，中央?yún)^(qū)域彩燈亮+中心噴泉噴+環(huán)形噴泉噴(8S)，這些是一個(gè)動(dòng)作周期；啟動(dòng)/停止操作：按下啟動(dòng)命令后，噴泉和彩燈按控制要求進(jìn)行動(dòng)作，當(dāng)在中途按下停止命令時(shí)會(huì)馬上停止。

2 PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采用的是西門子S7-1500PLC，外部啟動(dòng)按鈕SB1，對(duì)應(yīng)的輸入端口地址為I 0.0，停止按鈕SB2對(duì)應(yīng)的輸入端口地址為I 0.1，內(nèi)部啟動(dòng)按鈕地址為M 1.0，內(nèi)部停止按鈕地址為M 1.2，環(huán)形彩燈HL1對(duì)應(yīng)的輸出端口地址為Q 0.0，環(huán)形噴泉KM1對(duì)應(yīng)的輸出端口地址為Q 0.1，中心彩燈HL2對(duì)應(yīng)的輸出端口地址為Q 0.2，中心噴泉KM2對(duì)應(yīng)的輸出端口地址為Q 0.3(見(jiàn)表1)。

表1 I/O端口分配表

3 PLC控制梯形圖

如圖1所示，本程序中的程序段1中采用了啟保停電路，控制整個(gè)系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止以及一個(gè)動(dòng)作周期的時(shí)間控制，啟動(dòng)按鈕(外部啟動(dòng)和內(nèi)部啟動(dòng))控制整個(gè)系統(tǒng)的啟動(dòng)，停止按鈕(外部停止和內(nèi)部停止)控制整個(gè)系統(tǒng)的失電；定時(shí)器的時(shí)間根據(jù)控制要求采用TON接通延時(shí)型定時(shí)器，預(yù)設(shè)值為32 S。程序段2為0～5 S時(shí)間段的控制程序，程序段3為5～8 S時(shí)間段的控制程序，程序段4為8～16 S時(shí)間段的控制程序，程序段5為16～24 S時(shí)間段的控制程序，程序段6為24～32 S時(shí)間段的控制程序，程序段7為環(huán)形彩燈動(dòng)作的控制程序，程序段8為環(huán)形噴泉?jiǎng)幼鞯目刂瞥绦?，程序?為中央?yún)^(qū)域彩燈動(dòng)作的控制程序，程序段10為中心噴泉?jiǎng)幼鞯目刂瞥绦颉?/p>

圖1 噴泉控制梯形圖

4 組態(tài)設(shè)計(jì)

4.1 創(chuàng)建新項(xiàng)目

1)打開(kāi)軟件，雙擊桌面上的快捷圖標(biāo)，打開(kāi)軟件，進(jìn)入TIAV13 Siemens界面。

2)創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目。點(diǎn)擊“創(chuàng)建新項(xiàng)目”，在 “項(xiàng)目名稱”欄中輸入項(xiàng)目的名稱，如“噴泉控制系統(tǒng)”。在“路徑”選項(xiàng)中選擇項(xiàng)目的存儲(chǔ)路徑。點(diǎn)擊右下方的“創(chuàng)建”。存儲(chǔ)后打開(kāi)新建項(xiàng)目。

4.2 硬件組態(tài)

1)在界面中點(diǎn)擊“組態(tài)設(shè)備”選項(xiàng)并添加新設(shè)備。點(diǎn)擊“控制器”選項(xiàng)，在彈出的界面中點(diǎn)擊“SIMATIC S7-1500”，在下拉菜單中選擇”非指定的CPU”項(xiàng)中“6ES7 5XX-XXXXX-XXXX”。

2)點(diǎn)擊界面中的“獲取”選項(xiàng)。

3)在“PG/PC接口的類型”選項(xiàng)中選擇“PN/IE”和在“PG/PC”接口選項(xiàng)中選擇“Realtek PCle GBE Family Controller”。

4)在彈出的界面中點(diǎn)擊“開(kāi)始搜索并檢測(cè)。

4.3 建立PLC與HMI之間的通信

1)點(diǎn)擊“HMI”在右側(cè)菜單中選擇“SIMATIC精致面板”。

2)在彈出的選項(xiàng)中選擇“7寸顯示屏/TP700精致面板/6AV2 124-0GC01-0AX0”，點(diǎn)擊左側(cè)項(xiàng)目樹(shù)中的“設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)”，在右側(cè)界面中將PLC與HMI進(jìn)行連接。

圖2 噴泉控制組態(tài)畫(huà)面

4.4 組態(tài)HMI畫(huà)面

1)在項(xiàng)目樹(shù)的“程序塊”中選擇“添加新塊”，在右側(cè)界面中點(diǎn)擊“FC函數(shù)”，語(yǔ)言選擇“LAD”。

2)擊項(xiàng)目樹(shù)中的“塊-1[FC1]”，在右側(cè)界面中進(jìn)行程序編制。

3)將塊FC1拖曳到右側(cè)界面，點(diǎn)擊工具欄中的“編譯”選項(xiàng)。

4)在彈出的界面中點(diǎn)擊“開(kāi)始搜索”并下載。

5)組態(tài)畫(huà)面變量關(guān)聯(lián)組態(tài)。

6)編譯下載。

7)運(yùn)行調(diào)試。

編譯下載組態(tài)好的程序，即可看到噴泉與彩燈按照控制要求進(jìn)行動(dòng)作(見(jiàn)圖2)，即按下啟動(dòng)按鈕后環(huán)形彩燈、中央?yún)^(qū)域彩燈、環(huán)形噴泉、中央?yún)^(qū)域噴泉交替進(jìn)行動(dòng)態(tài)變化，按下停止按鈕后環(huán)形彩燈、中央?yún)^(qū)域彩燈、環(huán)形噴泉、中央?yún)^(qū)域噴泉全部停止動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了控制要求。