【正文】 說(shuō)明 （ 1） 音頻放大倍數(shù)調(diào)節(jié)旋鈕 調(diào)節(jié)單位音頻對(duì)應(yīng)輸出電壓的大小 （ 2） 起始電壓調(diào)節(jié)旋鈕 調(diào)節(jié)沒有音頻輸入時(shí)的輸出電壓 , （ 3） 固態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)定電壓調(diào)節(jié)旋鈕 固態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)定電壓和輸出電壓比較 ,當(dāng)輸出電壓大時(shí) ,固態(tài)輸出點(diǎn)就有輸出，當(dāng)輸出電壓小時(shí)，固態(tài)輸出點(diǎn)截止 （ 4） 音頻輸入選擇開關(guān) OFF 時(shí)把音頻輸入信號(hào)切斷 ,ON 時(shí)開著音頻輸入信號(hào) （ 5） 起始電壓輸入選擇開關(guān) OFF 時(shí)關(guān)掉起始電壓 (起始電壓為 0V),ON 時(shí)為開啟起始電壓 （ 6） 頻譜顯示 切換開關(guān) 用于切換顯示固態(tài)設(shè)定驅(qū)動(dòng)頻譜和實(shí)際輸出頻譜。調(diào)節(jié)起始電壓可以確定變頻器在沒有音頻信號(hào)時(shí)變頻器的輸出頻率，當(dāng)有音頻信號(hào)輸入時(shí)變頻器輸出頻率是此基礎(chǔ)上的疊加。當(dāng)輸出電壓大于固態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)定電壓時(shí)，固態(tài)輸出點(diǎn)對(duì)外輸出，輸出電壓小于固態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)定電壓時(shí)，固態(tài)輸出點(diǎn)截止。在（ 4）為 OFF，（ 6）選擇到輸出顯示 情況下，（ 7）顯示的頻譜大小對(duì)應(yīng)起始電壓大小。 ：顯示是否有音頻信號(hào)輸入。 ，其中當(dāng)有音頻信號(hào)輸入 Y0 和 CM0 端子就接通（為無(wú)源觸點(diǎn)）。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 14 2. VF0， VF1， VF2， GND 接到變頻器模擬量電壓輸入端（如圖 2— 5） 3. Y2， Y3， Y4，分別接固態(tài)繼電器的（ ）， V+接（ +） 4. Y0， CM0，可以啟動(dòng)可編程順序控制器等控制器來(lái)完成音樂(lè)啟動(dòng)的效果。 音頻 控制 系統(tǒng) 示意圖 3— 1 噴泉 系統(tǒng) 主要由噴泉 控制 器、 變頻器 、水泵、多功能閥、萬(wàn)向噴頭及供水管網(wǎng)組成，其中噴泉水泵目前已采用變頻調(diào)速技術(shù)，實(shí)現(xiàn) 水泵無(wú)級(jí)調(diào)速，能根據(jù)音頻信號(hào)的強(qiáng)弱隨時(shí)調(diào)節(jié)水泵速度，多功能閥及萬(wàn)向噴頭由噴泉專用 控制 器 控制 ，可根據(jù)設(shè)定程序?qū)崿F(xiàn)各種圖案和形狀。控制 功能分散到噴泉現(xiàn)場(chǎng)，提高了電控 系統(tǒng) 的可靠性和靈活性。 此外音樂(lè)噴泉 系統(tǒng) 包括燈光 控制 系統(tǒng) ，在此不再詳細(xì)敘述，由上可見音樂(lè)噴泉 控制 系統(tǒng) 是集聲、光、電于一體的復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng) 控制 系統(tǒng) 。 PLC 的優(yōu)點(diǎn)很多，主要包括：編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)；功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高；硬件配套齊全、用戶使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)；可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少；維修工作量低、維修方便；體積小、能耗低等。 S7300PLC 的強(qiáng)大功 能使其無(wú)論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 17 （ 3）控制速度上看： PLC 通過(guò)半導(dǎo)體來(lái)控制，速度很快，無(wú)觸點(diǎn)，顧而五抖動(dòng)一說(shuō)。 以某廣場(chǎng)音樂(lè)噴泉 系統(tǒng) 為例，其電氣 控制 系統(tǒng) 主要由上位機(jī)、音頻放大 系統(tǒng) 、噴泉跑泉電腦 控制 器、 變頻器 及各種電磁閥構(gòu)成，如圖 3— 2 所示。調(diào)試時(shí)若遇到這種情況可采取以下措施 :降低 變頻器 載波頻率 。 (2) 變頻器 跳保護(hù)問(wèn)題 噴泉水泵需隨音頻信號(hào)的強(qiáng)弱隨時(shí)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，這就要求 變頻器 響應(yīng)速度快，在 系統(tǒng) 調(diào)試時(shí)應(yīng)注意 變頻器 選型及參數(shù)調(diào)節(jié)，一般情況一臺(tái)音樂(lè)噴泉 變頻器 要求 控制 多臺(tái)水泵，在選用時(shí)首先應(yīng)保證 變頻器 的功能大于水泵功能總和，并至少預(yù)留 10%的余量，在 變頻器 參數(shù)設(shè)定方面，變頻器 的加減速時(shí)間盡量短，但加減時(shí)間過(guò)短容易出現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)，在調(diào)試時(shí)應(yīng)特別注意，目前大多 變頻器 具有故障自恢復(fù)功能，在調(diào)試可將此功能打開，以避免誤信號(hào)引起 變頻器 報(bào) 警停機(jī)。其性能達(dá)到 177。本研究中使用中斷來(lái)處理數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)控制。為了提高效率，所以在本設(shè)計(jì)中用到變頻器。 變頻器選型時(shí)要確定以下幾點(diǎn)： （ 1）采用變頻的目的：恒壓控制或恒流控制等。 ：普通的離心泵，變頻器的額定電流與電動(dòng)機(jī)的額定電流相符。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機(jī)的選型。我選用的是 FRS520（ E）系列變頻調(diào)速器。其性能達(dá)到 177。本研究中使用中斷來(lái)處理數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)控制。當(dāng)音樂(lè)響起時(shí)， KA1 閉合后，外圈的噴嘴開始噴水以及第一組彩燈開始閃爍。當(dāng) KA6 斷開時(shí)，第三臺(tái)水泵隨第一、二臺(tái)水泵繼續(xù)工作，但第三組彩燈停止工作。 當(dāng) KA6 接通→ X12 動(dòng)作→ Y2 和 Y3 動(dòng)作→ RM 和 RH 接通→系統(tǒng)以第六檔速運(yùn)行。 系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng)流程圖 噴泉控制系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)程序 （ 附錄 一 ） 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 28 第六章 調(diào)試過(guò)程 硬件調(diào)試 PCB 裸板時(shí)，檢查加工的怎么樣，測(cè)量一下電源地有沒有短路的。 （體）是 否起振，注意晶體的輸出幅值比較小，晶振則和其電壓相差不大 3. 用無(wú)水酒精把板子擦洗一遍，應(yīng)為在調(diào)試的過(guò)程中某些管腳總會(huì)搞進(jìn)點(diǎn)污穢，引起短路，這個(gè)方法解決了我碰到過(guò)的大約 40%左右的板子突然罷工。先調(diào)電源，電源沒有問(wèn)題了，再往下調(diào)。 軟件調(diào)試 將程序?qū)懭胗?jì)算機(jī)，看其是否能完成預(yù)定的功能，如能測(cè)試通過(guò)；否則，修改并反復(fù)測(cè)試知道通過(guò)。當(dāng)噴泉的功能增加時(shí)，只需增加相應(yīng)程序以及輸出的功能，要改動(dòng)的地方也較少，調(diào)試結(jié)果表明，在適應(yīng)性、靈活性、精確性和可靠性方面，都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，表明該設(shè)計(jì)方案是可行的。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解等等。 PLC 在花式噴泉中的應(yīng)用［ J］漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)（綜合版） .2020 ［ 2］廖常初 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù)（第四版） .重慶大學(xué)出版社 .2020 ［ 3］張玉華 陳金艷 賈玉芬。 FX 系列 PLC 編程手冊(cè)［ Z］ .1999 ［ 8］李勝多，張還編著，可編程序控制器原理及邏輯控制，中國(guó)電子出版社， 2020 ［ 9］陳在平，趙相賓主編，可編程控制器（ PLC）系統(tǒng)設(shè)計(jì)，電子工業(yè)出版社， 2020 ［ 10］李發(fā)海，朱東起。 ［ 4］殷培峰 .基于 PLC 噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［ J］ .蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) 2020， 6 ［ 5］孫康嶺 .電氣控制與 PLC 應(yīng)用［ M］。 此外，我要感謝我們的指導(dǎo)老師！感謝他們?cè)谶@個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程 中對(duì)我們的種種幫助和支持。同時(shí)，仍有很多課題需要后輩去努力去完善。每個(gè)模塊調(diào)試成功，在編譯 連接程序，進(jìn)行整個(gè)程序調(diào)試運(yùn)行。確認(rèn)沒有問(wèn)題后，基本可以確認(rèn)硬件沒有什么大問(wèn)題，接著通電進(jìn)行整機(jī)調(diào)式，看看工作的狀態(tài)是否與你理解的一樣。 首先拿到打樣的 PCB 板時(shí)，不急著焊元件，檢查下 PCB，有時(shí)候 PCB 本身就短路或開路，特別是電源部分， 其次調(diào)試時(shí)最好是一步步來(lái)（不要一次把所有元件全焊上），焊一部份調(diào)一部份。 3. 焊上主控制器芯片（微處理器），及其相關(guān)最小外圍電路， jtag 調(diào)試， 口， ram， rom，就是先讓最小系統(tǒng)跑起來(lái)。梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開關(guān)量邏輯控制。這樣，噴泉在音樂(lè)和程序的控制下，各式各樣的水下燈閃爍、變 幻，以及各種水型的起伏呼應(yīng)，這樣就為音樂(lè)噴泉增加觀賞性和無(wú)限的藝術(shù)美感。當(dāng) KA4 斷開時(shí)， 第二臺(tái)水泵隨第一臺(tái)水泵繼續(xù)工作，但第二組彩燈停止工作。 圖 4— 1 音樂(lè)噴泉的圖案是三個(gè)圓圈，分外、中、內(nèi)三個(gè)圈，外圈由第一臺(tái)水泵控制，中圈由第二臺(tái)水泵控制，內(nèi)圈由第三臺(tái)水泵控制。此外，此板還帶有 5 個(gè) 12位分辯率的模擬輸出通道，可插入計(jì)算機(jī)擴(kuò)展槽，直接與 PC 總線交換數(shù)據(jù)。音頻輸入、輸出信號(hào)和變壓控制信號(hào)經(jīng)過(guò) A/D， D/A 數(shù)據(jù)板進(jìn)出計(jì)算機(jī)。 對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，如高溫，高海拔，此時(shí)會(huì)引起變頻器的降容，變頻器的容量要放大一檔。 ：這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或又減速裝置時(shí)有可能發(fā)生。如葉片泵或容積泵等，特別注意負(fù)載的性能曲線，性能曲線決定了應(yīng) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20 用時(shí)的方式方法。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交 —— 直 —— 交方式（ VVVF 變頻或矢量控制變頻），先把貢品交流電源通過(guò)整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。 變頻調(diào)速技術(shù)是針對(duì)固定工頻而采取的高效節(jié)能措施，工頻（ 50Hz）是發(fā)電的最佳頻率，但它并非是所有用電設(shè)備的最佳工作頻率，因而導(dǎo)致許多設(shè)備長(zhǎng)期處于低頻率、低功率 引述運(yùn)行狀態(tài)。此外，此板還帶有 5個(gè) 12 位分辯率的模擬輸出通道，可插入計(jì)算機(jī)擴(kuò)展槽，直接與 PC 總線交換數(shù)據(jù)。音頻輸入、輸出信號(hào)和變壓控制信號(hào)經(jīng)過(guò) A/D， D/A 數(shù)據(jù)板進(jìn)出計(jì)算機(jī)。變頻器 輸入、輸出動(dòng)力線盡量遠(yuǎn)離音頻信號(hào)線和 控制 線，不要將動(dòng)力線與 控制 線走在同一線槽中 。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 18 音樂(lè)噴泉 變頻器 控制 圖 3— 3 調(diào)試注意事項(xiàng) ， 音樂(lè)噴泉 系統(tǒng) 是個(gè)集音樂(lè)、燈光、噴泉于一體的 系統(tǒng) ，其電氣 控制 系統(tǒng) 相對(duì)比較復(fù)雜，在調(diào)試時(shí)容易出現(xiàn)以下問(wèn)題 : (1) 音頻信號(hào)干擾問(wèn)題 從 變頻器 工作原理知道，當(dāng) 變頻器 運(yùn)行時(shí)其輸入輸出側(cè)會(huì)產(chǎn)生高次諧波，此諧波信號(hào)通過(guò)傳導(dǎo)、輻射、耦合等方式對(duì)其它設(shè)備產(chǎn)生干擾，如圖 3— 4所示。 （ 5）可靠、維護(hù)看： PLC 無(wú)觸點(diǎn)，壽命長(zhǎng)，且有自我診斷功能，對(duì)程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)方便。 采用 PLC 控制花式噴泉的優(yōu)點(diǎn) （ 1）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。 此方案采用西門子 300 系列 PLC 作為主控制器。由于本課題目具體需求在硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中主要考慮了花式噴泉的經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定、靈活、美觀的需要。網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)種類很多，能同時(shí)支持總線型和放射型，可采用混合結(jié)構(gòu) 。 (2) 現(xiàn)場(chǎng)總線式 控制 現(xiàn)場(chǎng)總線是一種串行數(shù)據(jù)通信鏈路，實(shí)現(xiàn)噴泉現(xiàn)場(chǎng)基本 控制 設(shè) 備與