基于组态技术与PLC的喷泉控制系统设计

岳殿霞

(吉林铁道职业技术学院电气工程学院，吉林 吉林 132002)

0 引言

广场喷泉已经成为现代城市中不可或缺的一道亮丽的风景，随着科技发展，广场喷泉的样式不断更新，本文设计的喷泉和彩灯二者之间动静结合，既装点了环境又衬托了其他景观，具有较高的观赏性和趣味性。

1 喷泉系统控制要求

本文控制工艺要求如下：环形彩灯亮(5S)，中央区域彩灯亮(3S)，环形彩灯亮+环形喷泉喷(8S)，中央区域彩灯亮+中心喷泉喷+环形喷泉喷(8S)，这些是一个动作周期；启动/停止操作：按下启动命令后，喷泉和彩灯按控制要求进行动作，当在中途按下停止命令时会马上停止。

2 PLC控制系统硬件设计

本系统设计时采用的是西门子S7-1500PLC，外部启动按钮SB1，对应的输入端口地址为I 0.0，停止按钮SB2对应的输入端口地址为I 0.1，内部启动按钮地址为M 1.0，内部停止按钮地址为M 1.2，环形彩灯HL1对应的输出端口地址为Q 0.0，环形喷泉KM1对应的输出端口地址为Q 0.1，中心彩灯HL2对应的输出端口地址为Q 0.2，中心喷泉KM2对应的输出端口地址为Q 0.3(见表1)。

表1 I/O端口分配表

3 PLC控制梯形图

如图1所示，本程序中的程序段1中采用了启保停电路，控制整个系统的启动、停止以及一个动作周期的时间控制，启动按钮(外部启动和内部启动)控制整个系统的启动，停止按钮(外部停止和内部停止)控制整个系统的失电；定时器的时间根据控制要求采用TON接通延时型定时器，预设值为32 S。程序段2为0～5 S时间段的控制程序，程序段3为5～8 S时间段的控制程序，程序段4为8～16 S时间段的控制程序，程序段5为16～24 S时间段的控制程序，程序段6为24～32 S时间段的控制程序，程序段7为环形彩灯动作的控制程序，程序段8为环形喷泉动作的控制程序，程序段9为中央区域彩灯动作的控制程序，程序段10为中心喷泉动作的控制程序。

图1 喷泉控制梯形图

4 组态设计

4.1 创建新项目

1)打开软件，双击桌面上的快捷图标，打开软件，进入TIAV13 Siemens界面。

2)创建一个新项目。点击“创建新项目”，在 “项目名称”栏中输入项目的名称，如“喷泉控制系统”。在“路径”选项中选择项目的存储路径。点击右下方的“创建”。存储后打开新建项目。

4.2 硬件组态

1)在界面中点击“组态设备”选项并添加新设备。点击“控制器”选项，在弹出的界面中点击“SIMATIC S7-1500”，在下拉菜单中选择”非指定的CPU”项中“6ES7 5XX-XXXXX-XXXX”。

2)点击界面中的“获取”选项。

3)在“PG/PC接口的类型”选项中选择“PN/IE”和在“PG/PC”接口选项中选择“Realtek PCle GBE Family Controller”。

4)在弹出的界面中点击“开始搜索并检测。

4.3 建立PLC与HMI之间的通信

1)点击“HMI”在右侧菜单中选择“SIMATIC精致面板”。

2)在弹出的选项中选择“7寸显示屏/TP700精致面板/6AV2 124-0GC01-0AX0”，点击左侧项目树中的“设备和网络”，在右侧界面中将PLC与HMI进行连接。

图2 喷泉控制组态画面

4.4 组态HMI画面

1)在项目树的“程序块”中选择“添加新块”，在右侧界面中点击“FC函数”，语言选择“LAD”。

2)击项目树中的“块-1[FC1]”，在右侧界面中进行程序编制。

3)将块FC1拖曳到右侧界面，点击工具栏中的“编译”选项。

4)在弹出的界面中点击“开始搜索”并下载。

5)组态画面变量关联组态。

6)编译下载。

7)运行调试。

编译下载组态好的程序，即可看到喷泉与彩灯按照控制要求进行动作(见图2)，即按下启动按钮后环形彩灯、中央区域彩灯、环形喷泉、中央区域喷泉交替进行动态变化，按下停止按钮后环形彩灯、中央区域彩灯、环形喷泉、中央区域喷泉全部停止动作，实现了控制要求。