【正文】 于 PLC 與變頻器控制的花樣噴泉設計 第 5 頁 共 33 頁 花式噴泉控制系統(tǒng)的原理圖及通信圖 在噴泉中，通過按鈕開關(guān)信號來控制 PLC；因為有 4 層噴水，因此用了 1 個變頻器來控制 4 個水泵。 （五）燈光系統(tǒng)的控制 :由 PLC 的 X5 輸入端為燈光系統(tǒng)控制的選擇按鈕 ,當需要燈光配合時 ,接通 X5 輸入端。 第二種花樣 , 3 同時噴水 ,延時 3 秒后 3 停噴 ,同時 4 噴水 ,交替運行 5 次后 4 一起噴水 ,30 秒后停止 ,以此規(guī)律循環(huán)。 （二）該噴泉共有三種花樣可供選擇。 PLC 進行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。常用的輸入設備有按鈕、選擇開關(guān)等，常用的輸出設備有指示燈等。 可靠、維護看： PLC 無觸點，壽命長，且有自我診斷功能，對程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場調(diào)試和維護方便。 采用 PLC 控制花式噴泉的優(yōu)點 控制方式上看： PLC 軟接線，只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能。 （五）水珍珠噴泉：利用特殊音波將水變成球體的噴 水裝置和全頻高速閃光燈的視覺圖像效果的產(chǎn)品組成。可分為以下 7 種： （一）普通噴泉：只有簡單的幾種固定水型及燈光，隨著電源的開閉而控制噴泉的運行、水型和燈光變化。噴泉的細小水珠同空氣 分子撞擊，能產(chǎn)生大量的負氧離子，有益于改善社區(qū)面貌和增進居民身心健康。 5．花式噴泉的調(diào)試以及維護。 3．花式噴泉控制系統(tǒng)軟件的設計。將各種水型及燈光，按照預先設定的排 基于 PLC 與變頻器控制的花樣噴泉設計 第 2 頁 共 33 頁 列組合進行控制程序的設計，通過計算機運行程序發(fā)出控制信號，使水型及燈光有各種各樣的變化。 因此，進行花式噴泉的 PLC 控制系統(tǒng)的設計，可以推動噴泉行業(yè)的發(fā)展，擴大 PLC 在自動控制領域的應用，具有一定的經(jīng)濟和理論研究的價值。它在集成電路、計算機技術(shù)的基礎上發(fā)展起來的一中新型工業(yè)控制設備。 PLC 是繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來，所以它在數(shù)學處理、順序控制方面具有一定優(yōu)勢。 1969 年美國數(shù)字設備公司（ DEC）研制書上世界第一臺可編程控制器，并成功地應用在美國（ GM）的生 產(chǎn)線上。比如廣場，大廈，小區(qū)等?；ㄊ絿娙?人造小氣候，在炎熱的夏日可以起到增濕和降溫的作用 ， 也 為水體充氧，有利于水體增加自凈能力，起到防止水體黑臭的作用 。但當時只能進行邏輯運算，故稱為可編程邏輯控制期，簡稱 PLC（ programmable logic controller）。繼電器在控制系統(tǒng)中主要起兩種作用：（ 1）邏輯運算（ 2）弱電控制強電。 具有 、抗干擾能力強 、安裝容易，維護工作量少 、通用性好 ，成功率高 ，重量輕、功耗底等特點。 課題設計的內(nèi)容 本設計將在以下幾個方面對花式噴泉的控制系統(tǒng)進行研究和論證。 2．花式噴泉硬件系統(tǒng)的設計。在本設計中選用了目前運用最多的 PLC 編程語言梯形圖，梯形圖的編程能直觀明了的設計花式噴泉控制的要求，梯形圖的編寫運用SWOPCFXGP/WINC 編程軟件，此軟件支持全部的三菱 FX 系列的 PLC，并且具有強大的診斷功能，能更快的查找出故障的原因，從而大大縮短了維修時間。本設計結(jié)構(gòu)充實，設計人性化， 容易操作，可以應用監(jiān)測軟件進行跟蹤和模擬找出故障點，方便工程人員檢修，條件允許的情況下還可以增加一些小的現(xiàn)代化設計理念例如水泵的噴頭可以做更精致的樣式噴出個性化樣式，還可以增加觸摸屏來增強運行的人性化，維護簡單方便，速度快捷。 基于 PLC 與變頻器控制的花樣噴泉設計 第 3 頁 共 33 頁 第 2 章 系統(tǒng)控制方案的確定 花式噴泉的概述 噴泉是一種將 水 或其他液體經(jīng)過一定壓力通過噴頭 噴 灑出來具有特定形狀的組合體，提供 水壓 的一般為 水泵 。 （二）程控噴泉：將各種水型及 燈光，按照預先設定的排列組合進行控制程序的設計，通過計算機運行程序發(fā)出控制信號，使水型及燈光有各種各樣的變化。 （六）游戲噴泉：又稱感應泉，噴泉水柱根據(jù)游人的動作產(chǎn)生反應，而且這種反應具有不確定性，是一種互動式噴泉，增強了娛樂氛圍。 工作方式上看： PLC 串行工作，不受制約。 系統(tǒng)設計的基本步驟 在花式噴泉控制系統(tǒng)的設計過程中主要考慮以下幾點： 。 I/O 點數(shù)選擇合適的 PLC 類型和變頻器以及 水泵型號。 。按下啟動按鈕 ,噴泉即開始工作 ,按下停止按鈕 ,則停止噴水。 第三種花樣 , 4 按順序延時 2 秒噴水 ,然后一起噴 30 秒后 4 再分別延時 2 秒停噴 ,以此規(guī)律循環(huán)。此時可實現(xiàn)三路燈光的控制 ,即 3,4 任意一層噴水時 ,紅色燈亮 ?；ㄊ絿娙刂葡到y(tǒng)的原理圖如圖 22 所示： 按 鈕開 關(guān) 信 號P L C電 源變 頻 器水 泵 圖 22 花式噴泉控制系統(tǒng)原理圖 基于 PLC 與變頻器控制的花樣噴泉設計 第 6 頁 共 33 頁 第 3 章 系統(tǒng)硬件設計 可編程控制器 (PLC)的選型 PLC 概述 可編程控制器，英文稱 Programmable Controller，簡稱 PLC，本課題中 用 PLC 作為它的簡稱。 PLC 基于電子計算機，但并不等同于普通計算機。 PLC可以通過它的外設或通信接口與外界交換信息。 像 PLC 這樣。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據(jù)。 2． 存儲器容量的估算 存儲器容量是可編程 序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。 因此本課題的 PLC 內(nèi)存容量選擇應能存儲 2020條梯形圖，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。 （ 2） 編程功能 離線編程方式： PLC 和編程器公用一個 CPU，編程器在編程模 式時， CPU 只為編程器提供服務，不對現(xiàn)場設備進行控制。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型 PLC 中常采用。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。 該控制系統(tǒng)選用三菱公司 FX2N 系列的 PLC。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用 嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。此外，PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。 ，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企 業(yè)的工控設備。 、建造工作量小，維護方便，容易改造 PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備 變頻器的選型 變頻器在現(xiàn)代工業(yè)控制中起著很大的作用，現(xiàn)在社會上很多公司出品多樣的多功能的變頻器本人設計是通過 PLC 與變頻器構(gòu)成的調(diào)速技術(shù)來控制每環(huán)噴水管的高度，我選用的是三菱 FRS520（ S） E 系列變頻調(diào)速器 ，通過 PLC 與變頻器和水泵的通信來控制花樣噴泉水的高度。我選用品牌為 DESHB(德士比） 的 噴泉泵 。 A 組位于中間位置，需要噴出雄壯并且噴射高度高得水柱，所以 A 組噴頭選擇直上噴頭。噴頭材質(zhì)：鑄銅、不銹鋼 ?？烧{(diào)直流噴頭可組合各種不同形狀 C 組噴頭的選擇 C 組噴頭應該比 B 組噴頭噴射高度略低比 D 組略高，所噴水柱比 B 組水柱略粗壯、挺拔所以 C 組噴頭選擇樹冰形噴頭。所以選擇涌泉噴頭。 電磁閥 的選型 電磁閥的選型電磁閥里有密閉的腔，在的不同位置開有通孔，每個孔都通向不同的水管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動來檔住或漏出不同 的排水的孔，而進水孔是常開的，液壓水就會進入不同的排水管，然后通過水的壓力來推動水剛的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞竿帶動機械裝置動。要是開啟的時間短或開和關(guān)的時間不多時，則優(yōu)先選用常閉型。電磁閥允許液體粘度一般在 20CST 以下，大于 20CST 應注明。注意環(huán)境溫度對電磁閥的影響。電磁閥分為常閉和常開二種；一般選用常閉型，通電打開，斷電關(guān)閉；但在開啟時間很長關(guān)閉時很短時要選用常開型了。一般電磁閥不防水，在條件不允許時請選用防水型，工廠可以定做。有很多電磁閥可以通用，但在能滿足以上三點的基礎上應選用最經(jīng)濟的產(chǎn)品 。隨著人們審美觀的變化，彩燈藝術(shù)得到了更大的發(fā)展，特別是隨