【正文】 .......................... 21 總結(jié) ................................................................................ 22 致謝 ................................................................................ 23 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) ........................................................................ 24 3 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 花式噴泉的 PLC 控制 摘要 花式噴 泉 是近年來出現(xiàn)的一種園林建筑與花式觀賞相結(jié)合的一種產(chǎn)物。隨著可編程控制器在我國的迅速發(fā)展，對花式噴泉的控 制要求也越來越高，使得越來越多的控制部分需要可編程控制器來實現(xiàn)。 本文結(jié)合任務(wù)設(shè)計書的要求，以花式噴泉為研究對象，采用了 S7200 系列 PLC 作為噴泉的控制器。對花式 噴泉 的控制 系統(tǒng)的總體功能進(jìn)行了分析，闡述了可編程控制器的組成和工作原理。 提出了噴 泉 硬件的各組成模塊及詳細(xì)的硬件模塊設(shè)計方案 ，并對控制方式進(jìn)行了設(shè)計和程序的編寫。 本設(shè)計改善了噴泉系統(tǒng)的控制品質(zhì)，并真正地達(dá)到了實時控制的要求。 關(guān)鍵詞 ： PLC；噴泉；控制系統(tǒng) 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 1 章 緒 論 噴泉的發(fā)展 我國噴泉的發(fā)展 國內(nèi)在二十世紀(jì)八十年代以 前，噴泉只是建筑給排水和園林造景專業(yè)的一個技術(shù)細(xì)節(jié)，從設(shè)計到產(chǎn)品制作，工程安裝都沒有形成規(guī)模。只是在展覽館等公共建筑和公園里能見到一些中、小噴泉，產(chǎn)品的水平也是簡單、粗放的。二十世紀(jì)八十年以后，隨著國民經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)和發(fā)展，人民生活水平的提高，一些城市的城建、園林主管部門在城市建設(shè)、改造的過程中，以及環(huán)境的美化和文化氛圍的營造上對噴泉提出了求新的要求，一部分建筑、園林、水利的設(shè)計院、研究所及大專院校，綜合了土建結(jié)構(gòu)、給排水、機(jī)電控制等傳統(tǒng)的專業(yè)技術(shù)，加上當(dāng)時先進(jìn)的單片機(jī)，通過電磁閥和直流電機(jī)調(diào)速實行變量控制，設(shè) 計出一批噴泉、水景。得到了良好的社會反映和社會效益。在這個時期，一些噴泉設(shè)備專業(yè)加工廠和公司開始組建、發(fā)展，為噴泉的專業(yè)化發(fā)展提供了力量，打下了基礎(chǔ)。 二十世紀(jì)九十年代以后，社會主義市場經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，全國城市建設(shè)速度加快，人們也追求高質(zhì)量的文化生活和環(huán)境美。市場的需求推動了噴泉行業(yè)的發(fā)展。噴泉走出公園、園林的圍墻和廣場的中心，深入延伸到人們的各個社會活動場所。許多噴泉專業(yè)的生產(chǎn)廠商和專業(yè)公司，在這段時間內(nèi)應(yīng)運而生，迅速發(fā)展起來。專業(yè)技術(shù)人員把計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)，以及聲、光、電、霧、火、激光、音樂、水幕電影 等學(xué)科的技術(shù)應(yīng)用到噴泉之中，把噴泉行業(yè)的技術(shù)水平推上了一個新的層面，開拓了廣闊的應(yīng)用空間，噴泉行業(yè)得到了快速發(fā)展。 2021 年中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會、給水排水設(shè)備分會成立了水景噴泉專業(yè)委員會，行業(yè)組織為城鎮(zhèn)、園林的主管部門、設(shè)計院、所及專業(yè)生產(chǎn)廠商、公司提供服務(wù)，促進(jìn)噴泉行業(yè)健康有序地發(fā)展。一些大學(xué)和中專的建筑、園林專業(yè)也開設(shè)了水景、噴泉課程，為噴泉行業(yè)的今后發(fā)展提供了知識儲備。噴泉行業(yè)的發(fā)展進(jìn)入到一個新的階段。 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 噴泉的應(yīng)用狀況 人們對噴泉的造景功能、娛樂功能、環(huán)保功能認(rèn)識的提高，開拓了噴泉的應(yīng)用范圍 。我們可以看到：適宜于喜慶節(jié)日、大型群眾集會的廣場噴泉和城市主題雕塑噴泉，其水造型往往是簡捷、明快、莊重、大方，給予人們團(tuán)結(jié)進(jìn)取，凝聚向上的感受。在商業(yè)廣場、購物中心以及 一些景點 的大型激光彩色音樂噴泉，其動感十足的 “ 水表演 ” ，既歡快、跳躍，又抒情、富有詩意的 “ 水舞蹈 ” ，有些噴泉配之以水幕電影，給人們以變幻無窮，絢麗多姿的視聽效果。河、湖自然水面上噴水高度超過百米的高水柱噴泉，其雄偉、壯觀的水造型往往成為這個城市或旅游景點的特征之一。噴泉進(jìn)入了住宅小區(qū)，多與建筑小品和雕塑相映、相伴，既有中、老年人們喜愛的幽靜 、典雅的風(fēng)格，也有適于兒童嬉水，趣味十足的形式。 松弛 、舒適的環(huán)境氛圍給人們愉悅的感受。商場內(nèi)、酒樓里的噴泉小巧、別致，既調(diào)節(jié)了室內(nèi)小氣候，又增添了畫意。依托大型建筑物和自然地形建成的人工瀑布及溢水造景給人們以清新和另有韻味的感受。噴泉 在 電視轉(zhuǎn)播廳和大型歌舞上頻頻出現(xiàn)，調(diào)諧得當(dāng)?shù)乃魏嫱兄莩龅男Ч＞傻奈⑿蛧娙M(jìn)入了辦公室和居室，給室內(nèi)增添了動態(tài)的裝飾。噴泉是藝術(shù)和技術(shù)的結(jié)合物，建筑藝術(shù)、園林藝術(shù)、美術(shù)以至引伸到人文學(xué)、文學(xué)藝術(shù)、音樂藝術(shù)等都能蘊含到噴泉的設(shè)計、創(chuàng)作中。不少成功的作品都注意噴泉的設(shè)計風(fēng)格與 周邊的環(huán)境、建筑物風(fēng)格的協(xié)調(diào)一致，注意當(dāng)?shù)厝宋摹⑽幕睦?，所以好的方案設(shè)計是至關(guān)重要的，它是成功的起點。在噴泉方案的制作上，短短的幾年時間就從手工制圖發(fā)展到 photo shop 圖片再發(fā)展到三維動畫制作的光盤描繪的動態(tài)噴水方案，計算機(jī)技術(shù)極大地豐富和開拓了人們的思維空間?？焖佟⒅庇^、便于保存、易于修改的優(yōu)點很快地就被建設(shè)方接受，成為噴泉設(shè)計方案招投標(biāo)的必備內(nèi)容。噴泉的專用產(chǎn)品，設(shè)備也在不斷地更新?lián)Q代，新材料、新技術(shù)的采用，環(huán)保型的產(chǎn)品更加安全、可靠，售后服務(wù)周到、及時，這些都為噴泉的良性發(fā)展提供了技術(shù)支撐，使 得大多數(shù)的噴泉在美化環(huán)境之外，還發(fā)揮了良好的生態(tài)效應(yīng)社會效益和廣告效應(yīng)等間接的經(jīng)濟(jì)效益。 現(xiàn)代噴泉 中 出現(xiàn)的問題 在噴泉得到廣泛應(yīng)用的過程中，也出現(xiàn)了一些問題和不足，有些認(rèn)識上的誤區(qū)和不良傾向應(yīng)該引起人們的重視。否則將對噴泉行業(yè)的健康發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面影響。 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） （ 1） 方案設(shè)計上的盲目性，往往導(dǎo)致作品成為敗筆，使作品難于長久存在。 （ 2） 細(xì)部設(shè)計的不合理直接影響作品效果。 （ 3） 質(zhì)次價高的偽劣產(chǎn)品直接影響著有關(guān)廠商和公司的信譽。 （ 4） 節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保問題應(yīng)引起足夠的重視。 噴泉的水造型是通過細(xì)部設(shè)計來實現(xiàn)的 ，機(jī)、泵、管、閥門、噴頭的合理選配，直接影響著噴水效果。有些噴泉的設(shè)計，只注意了流量、工作壓力等技術(shù)指標(biāo)，忽視了流態(tài)效果這個重要因素，水造型效果差。例如：成功的超高水柱密實段長，破裂段和霧化段短，水柱直徑和噴水高度比例合適，抗風(fēng)能力強，噴水效果挺拔、雄偉。而目前的一些超高水柱，水柱密實段短，破裂段和霧化段長，水柱直徑與噴水高度相比顯得細(xì)小單薄，抗風(fēng)能力差，水柱很容易被吹散飄移，這就是有關(guān)參數(shù)選配不合理所致。在整體水造型的組合效果上也存在差類似的問題。細(xì)部設(shè)計不合理，是技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差的表現(xiàn)，需要在設(shè)計階段給予 解決。 噴泉是耗能的景觀工程，在保障設(shè)計效果的前提下，盡可能地節(jié)約能源，這在方案設(shè)計階段時就應(yīng)該進(jìn)行量體裁衣的設(shè)計。我國是一個缺水的國家，節(jié)水是基本國策，噴泉要提倡循環(huán)用水，設(shè)計時應(yīng)考慮減少噴水的霧化，飄移損失。循環(huán)用水系統(tǒng)應(yīng)該有過濾凈化裝置，現(xiàn)在有許多旱噴泉，噴水很容易把地面上的泥土、臟物沖入地下水池，水質(zhì)極易污染，搞好池水凈化，延長池水使用周期，用過的池水可以澆灌周邊的草坪、綠地，既節(jié)約了用水，又有環(huán)保的功能。 噴泉的種類 噴泉景觀概括來說可以分為兩大類：一是因地制宜，根據(jù)現(xiàn)場地形結(jié)構(gòu)，仿照天然水 景制作而成，如：壁泉、涌泉、霧泉、管流、溪流、瀑布、水簾、跌水、水濤、漩渦等。二是完全依靠噴泉設(shè)備人工造景。這類水景近年來在建筑領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，發(fā)展速度很快，種類繁多， 普通噴泉分音樂噴泉、程控噴泉、旱地噴泉、跑動噴泉、光亮噴泉、趣味噴泉、激光水幕電影、超高噴泉等。 噴泉中的一些新技術(shù) 漂浮式：整座水景噴泉的管道系統(tǒng)全部安裝在浮箱上，所以噴泉設(shè)備的運行不受季 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 節(jié)性水位高低的影響。漂浮式噴泉制作、安裝工藝技術(shù)性強，但維護(hù)方便，易于保養(yǎng)。在大型自然湖泊或各種人工湖中廣泛應(yīng)用。 跑泉：多個噴頭，按時序控制，構(gòu)成各 種形態(tài)瞬時變化的水型?？梢孕纬膳軇印⑻鴦?、波動等形狀，又可以成固定造型的噴水形態(tài)，氣勢雄偉，變化多端。 水幕激光：采用特殊的入映機(jī)播放，使用的影片也是專門為水幕電影特制的影帶。由于電影的屏幕是透明的水膜，因此在電影播放時會有一種特殊的光學(xué)效果，屏幕的視覺穿透性可使畫面具有一種立體感，影片的內(nèi)容可與水面巧妙的結(jié)合，更有一種身臨其境般的奇幻感覺。 設(shè)計的主要研究內(nèi)容及安排 本文 根據(jù)生活當(dāng)中出現(xiàn)的一些情況，以花式噴泉為研究對象，結(jié)合了大量資料及文獻(xiàn)，研究花式噴泉的控制問題，整理出一套可行性較高的噴泉控制系統(tǒng) 。 本系統(tǒng)的研究內(nèi)容主要包括 了噴泉的發(fā)展情況及所存在的一系列問題；噴泉控制系統(tǒng)的組成；花式噴泉的控制任務(wù)和要求；花式噴泉的硬件配置 。 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 2 章 方案分析 主控制器 方案分析 方案 1：使用單片機(jī)控制花式噴泉 單片機(jī)的特點是控制性能和可靠性高，體積小、價格低、易于產(chǎn)品化。由于單片機(jī)具有良好的控制性能和靈活的嵌入品質(zhì)，近年來在智能儀表、機(jī)電一體化產(chǎn)品、實時工業(yè)控制 家用電器等各個領(lǐng)域都獲得了極其廣泛的應(yīng)用。 花式噴泉的原理是利用控制器控制水泵的噴水的方式，此方案采用 AT80C51 系列 單片機(jī)作為主控制器來控制噴 泉的噴水方式。單片機(jī)的成本較低， 適合用于控制小型的花式噴泉。 單片機(jī) 通 過控制步 進(jìn)電機(jī) 來控制 電磁閥 ,實現(xiàn)對噴頭流量 的控制 , 從而 使噴泉水姿、燈光色彩 產(chǎn)生 變化。 但 采用單片機(jī)控制原理， 是 以可控硅作為功率開關(guān)元件，由于可控硅承受過電壓、過電流的能力較差，因而不能長時間運行 。 方案 2：使用 S7200 系列 控制花式噴泉 自 20 世紀(jì) 60 年代中期以來 PLC 產(chǎn)品在電力、冶金、化工等行業(yè)發(fā)揮了重大作用 ,尤其近 20 年來計算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展 ,不斷成倍擴(kuò)大的功能和成倍降低的價格 ,使 PLC、通訊聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、過程控制軟件都獲得了長足 的 進(jìn)步 ,也使 PLC 的廣泛應(yīng)用成為可能。 PLC 的優(yōu)點很多，主要包括：編程方法簡單易學(xué)；功能強、性能價格比高；硬件配套齊全、用戶使用方便、適應(yīng)性強；可靠性高、抗干擾能力強；系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)