【正文】 論文題目： 作者： _________________________ 指 導 教 師： 單位： 包頭輕工職業(yè)技術學院 單位： 包頭輕工職業(yè)技術學院 論文提交日期： 年 月 日 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合的一種產(chǎn)物。提出了噴泉硬件的各組成模塊及詳細的硬件模塊設計方案，并對控制方式進行了設計和程序的編寫。二十世紀八十年以后，隨著國民經(jīng)濟的恢復和發(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、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、水利的設計院、研究所及大專院校，綜合了土建結構、給排水、機電控制等傳統(tǒng)的專業(yè)技術，加上當時先進的單片機，通過電磁閥和直流電機調速實行變量控制，設計出一批噴泉、水景。市場的需求推動了噴泉行業(yè)的發(fā)展。 2020 年中國建筑金屬結構協(xié)會、給水排水設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、設計院、所及專業(yè)生產(chǎn)廠商、公司提供服務，促進噴泉行業(yè)健康有序地發(fā)展。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，給予人們團結進取，凝聚向上的感受。 松弛 、舒適的環(huán)境氛圍給人們愉悅的感受。精巧的微型噴泉進入了辦公室和居室，給室內增添了動態(tài)的裝飾?？焖?、直觀、便于保存、易于修改的優(yōu)點很快地就被建設方接受，成為噴泉設計方案招投標的必備內容。 （ 1） 方案設計上的盲目性，往往導致作品成為敗筆，使作品難于長久存在。 噴泉的水造型是通過細部設計來實現(xiàn)的，機、泵、管、閥門、噴頭的合理選配，直接影響著噴水效果。在整體水造型的組合效果上也存在差類似的問題。循環(huán)用水系統(tǒng)應該有過濾凈化裝置，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。 漂浮式：整座水景噴泉的管道系統(tǒng)全部安裝在浮箱上，所以噴泉設備的運行不受季節(jié)性水位高低的影響?？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。 本系統(tǒng)的研究內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 制任務和要求；花式噴泉的硬件配置以及軟件的設計，再通過仿真軟件來實現(xiàn)。由于單片機具有良好的控制性能和靈活的嵌入品質，近年來在智能儀表、機電一體化產(chǎn)品、實時工業(yè)控制家用電器等各個領域都獲得了極其廣泛的應用。 但 采用單片機控制原理， 是 以可控硅作為功率開關元件，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 。 此方案采用西門子 300系列 PLC 作為主控制器。 基于本設計的控制要求， 可 采用 S7300系列的 PLC 來控制電磁閥， 從而達到對噴頭流量的控制，產(chǎn)生各種方式的噴水花樣。本設計方案可以選擇 S7200CPU226 的 PLC作為主控制器，該型號的 PLC 共 14入 10 出 24個 I/O 點。 使用 S7200PLC控制花式噴泉，控制性能好，適用性強，系統(tǒng)設計方便，編程簡單 ，但由于 I/O數(shù)量的限制，改動不便。三組噴頭組成一定的形狀，并在 PLC 的控制下交替噴水，具體情況見圖 21。按下啟動按鈕以后，如選擇第一種花樣，以 3 同時噴， 4 同時噴的方式噴水；如選擇第二種花樣，則按 1234 的方式噴水；如選擇第三種，則按 4321的方式噴 水。而方案 2 中一共有三種噴水方式可供選擇，按下啟動按鈕以后，再按下花樣選擇開關，噴泉則按選定的方式噴水，因此噴水的方式可以隨心所欲，較之方案一顯 然更好。 （ 3）花樣選擇開關在位置 1時，按下啟動按鈕后， 3 號噴頭同時噴水，延時 2秒后， 4 號噴頭噴水， 1號、 3 號噴頭停止噴水，再延時 2 秒后 3號噴頭噴水， 4 號噴頭停止噴水，如此循環(huán)，直到按下停止按鈕。要先弄清除控制系統(tǒng)的 I/O 總點數(shù)，再按實際所需總點數(shù)的 15～ 20％留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需 PLC 的點數(shù)。但對模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個問題。 該 PLC屬于 中 型 PLC，功能強大 ， 控制能力好，性價比高。因為潛水泵是放置在水下，因此不需要泵房，這樣可以降低造價。符合 JB/T80921996 標準規(guī) 定，產(chǎn)品取得全國 生產(chǎn)許可證 ，經(jīng)過三十多年來不斷的改進和完善， 廣泛應用于農(nóng)業(yè)灌溉、工礦排水、水景噴 泉、水產(chǎn)養(yǎng)殖，魚塘增氧、防洪排澇等領域。本設計采用的是集束噴頭，該噴頭 由多個直流噴頭組合而成，直射噴頭口徑大小可確 定噴頭的出水量及高度，它可以作為整個噴泉的主噴（噴泉最高點 ），也可以由多個集束噴頭組合成不同的排列。左圖為噴頭的設計方案圖，每個噴頭的設計方案都是相同的，中間 4 個小圓形圖案為小噴頭，外部 4個大圓形圖案為大噴頭；右圖為噴泉噴水方式示意圖， 4 個大噴頭噴出的水柱更粗更低，這樣看起來更有層次感。 圖 32 花式噴泉的控制面板 第 4 章 系統(tǒng)的軟件設計 PLC 控制流程圖 花式噴泉的程序控制流程圖見圖 41。如不選擇噴水花樣，系統(tǒng)則只保持 通電狀態(tài)。用于連接電磁閥、接觸器、小型電機、燈和電機起動器。擴展模塊 I/O點的字節(jié)地址由 I/O 的類型和模塊在同一類 I/O 模塊鏈中的位置來決定。 圖 42 軟件編程界面 在 FC1 中編寫花樣 1子程序，在 FC2 中編寫花樣 2子程序，在 FC3中編寫花樣 3 子程序，然后在 OB1中編寫主程序并調用子程序。當按下 的時候，系統(tǒng)按照花樣 1花樣 2花樣 3 的順序循環(huán)運行。當出現(xiàn)此類故障的時候， 。 第 5 章 系統(tǒng)的仿真和調試 仿真 PLC 具有實際 PLC 所沒有的功能。 花樣一仿真圖見圖 51 和 52。按下停止按鈕 ,系統(tǒng)斷電。 圖 54 花樣 2 仿真圖 b 當按下 啟動按鈕后，按下花樣 1 選擇開關 時， 得電， 得電，當 得電的時候， 。按下停止按鈕 ,系統(tǒng)斷電。 圖 58 自動運行仿真圖 b 按下自動開關 ， ，當 ， 得電。當按下停止按鈕 時，系統(tǒng)立即停止運行。 通過這次實踐，我了解了 PLC