【正文】 樂信號自動轉換成變頻調速器所要求的控制信號。 接線 面板說明 如圖 2— 2 11 圖 2— 2 表 2— 1 編號 名稱 說明 （ 1） 音頻放大倍數(shù)調節(jié)旋鈕 調節(jié)單位音頻對應輸出電壓的大小 （ 2） 起始電壓調節(jié)旋鈕 調節(jié)沒有音頻輸入時的輸出電壓 , （ 3） 固態(tài)驅動設定電壓調節(jié)旋鈕 固態(tài)驅動設定電壓和輸出電壓比較 ,當輸出電壓大時 ,固態(tài)輸出點就有輸出，當輸出電壓小時，固態(tài)輸出點截止 （ 4） 音頻輸入選擇開關 OFF 時把音頻輸入信號切斷 ,ON 時開著音頻輸入信號 （ 5） 起始電壓輸入選擇開關 OFF 時關掉起始電壓 (起始電壓為 0V),ON 時為開啟起始電壓 （ 6） 頻譜顯示 切換開關 用于切換顯示固態(tài)設定驅動頻譜和實際輸出頻譜。調節(jié)起始電壓可以確定變頻器在沒有音頻信號時變頻器的輸出頻率，當有音頻信號輸入時變頻器輸出頻率是此基礎上的疊加。當輸出電壓大于固態(tài)驅動設定電壓時，固態(tài)輸出點對外輸出，輸出電壓小于固態(tài)驅動設定電壓時，固態(tài)輸出點截止。在（ 4）為 OFF，（ 6）選擇到輸出顯示 情況下，（ 7）顯示的頻譜大小對應起始電壓大小。 ：顯示是否有音頻信號輸入。 ，其中當有音頻信號輸入 Y0 和 CM0 端子就接通（為無源觸點）。 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，可以啟動可編程順序控制器等控制器來完成音樂啟動的效果。 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速技術，實現(xiàn) 水泵無級調速，能根據(jù)音頻信號的強弱隨時調節(jié)水泵速度，多功能閥及萬向噴頭由噴泉專用 控制 器 控制 ，可根據(jù)設定程序實現(xiàn)各種圖案和形狀?？刂?功能分散到噴泉現(xiàn)場，提高了電控 系統(tǒng) 的可靠性和靈活性。 此外音樂噴泉 系統(tǒng) 包括燈光 控制 系統(tǒng) ，在此不再詳細敘述，由上可見音樂噴泉 控制 系統(tǒng) 是集聲、光、電于一體的復雜的現(xiàn)場 控制 系統(tǒng) 。 PLC 的優(yōu)點很多，主要包括：編程方法簡單易學；功能強、性能價格比高；硬件配套齊全、用戶使用方便、適應性強；可靠性高、抗干擾能力強；系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量少；維修工作量低、維修方便；體積小、能耗低等。 S7300PLC 的強大功 能使其無論單機運行，或連成網(wǎng)絡都能實現(xiàn)復雜的控制功能。 17 （ 3）控制速度上看： PLC通過半導體來控制，速度很快，無觸點，顧而五抖動一說。 以某廣場音樂噴泉 系統(tǒng) 為例，其電氣 控制 系統(tǒng) 主要由上位機、音頻放大 系統(tǒng) 、噴泉跑泉電腦 控制 器、 變頻器 及各種電磁閥構成，如圖 3— 2 所示。調試時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 跳保護問題 噴泉水泵需隨音頻信號的強弱隨時調節(jié)轉速，這就要求 變頻器 響應速度快，在 系統(tǒng) 調試時應注意 變頻器 選型及參數(shù)調節(jié)，一般情況一臺音樂噴泉 變頻器 要求 控制 多臺水泵，在選用時首先應保證 變頻器 的功能大于水泵功能總和，并至少預留 10%的余量，在 變頻器 參數(shù)設定方面，變頻器 的加減速時間盡量短，但加減時間過短容易出現(xiàn)過電流保護，在調試時應特別注意，目前大多 變頻器 具有故障自恢復功能，在調試可將此功能打開，以避免誤信號引起 變頻器 報 警停機。其性能達到 177。本研究中使用中斷來處理數(shù)據(jù)采集和實時控制。為了提高效率，所以在本設計中用到變頻器。 變頻器選型時要確定以下幾點： （ 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機的額定電流相符。因此用于高速電機的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機的選型。我選用的是 FRS520（ E）系列變頻調速器。其性能達到 177。本研究中使用中斷來處理數(shù)據(jù)采集和實時控制。當音樂響起時， 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 KA6斷開時，第三臺水泵隨第一、二臺水泵繼續(xù)工作，但第三組彩燈停止工作。 當 KA6 接通→ X12 動作→ Y2 和 Y3 動作→ RM 和 RH 接通→系統(tǒng)以第六檔速運行。 系統(tǒng)流程圖 設計程序 （ 附錄 一 ） 28 第六章 調試過程 硬件調試 PCB 裸板時，檢查加工的怎么樣，測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. 用無水酒精把板子擦洗一遍，應為在調試的過程中某些管腳總會搞進點污穢，引起短路，這個方法解決了我碰到過的大約 40%左右的板子突然罷工。先調電源，電源沒有問題了，再往下調。 軟件調試 將程序寫入計算機，看其是否能完成預定的功能，如能測試通過；否則，修改并反復測試知道通過。 PLC 在花式噴泉中的應用［ J］漯河職業(yè)技術學院學報（綜合版） .2021 ［ 2］廖常初 .可編程控制器應用技術（第四版） .重慶大學出版社 .2021 ［ 3］張玉華 陳金艷 賈玉芬。 FX 系列 PLC 編程手冊［ Z］ .1999 ［ 8］李勝多，張還編著，可編程序控制器原理及邏輯控制，中國電子出版社， 2021 ［ 9］陳在平，趙相賓主編，可編程控制器（ PLC）系統(tǒng)設計，電子工業(yè)出版社， 2021 ［ 10］李發(fā)海，朱東起。 ［ 4］殷培峰 .基于 PLC 噴泉控制系統(tǒng)的設計與應用［ J］ .蘭州石化職業(yè)技術學院學報 2021， 6 ［ 5］孫康嶺 .電氣控制與 PLC 應用［ M］。每個模塊調試成功，在編譯 連接程序，進行整個程序調試運行。確認沒有問題后，基本可以確認硬件沒有什么大問題，接著通電進行整機調式，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，不急著焊元件，檢查下 PCB，有時候 PCB 本身就短路或開路，特別是電源部分， 其次調試時最好是一步步來（不要一次把所有元件全焊上），焊一部份調一部份。 3. 焊上主控制器芯片（微處理器），及其相關最小外圍電路， jtag 調試， 口， ram， rom，就是先讓最小系統(tǒng)跑起來。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，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開關量邏輯控制。這樣，噴泉在音樂和程序的控制下，各式各樣的水下燈閃爍、變 幻，以及各種水型的起伏呼應，這樣就為音樂噴泉增加觀賞性和無限的藝術美感。當 KA4 斷開時， 第二臺水泵隨第一臺水泵繼續(xù)工作，但第二組彩燈停止工作。 圖 4— 1 音樂噴泉的圖案是三個圓圈，分外、中、內三個圈，外圈由第一臺水泵控制，中圈由第二臺水泵控制，內圈由第三臺水泵控制。此外，此板還帶有 5個 12 位分辯率的模擬輸出通道，可插入計算機擴展槽，直接與 PC 總線交換數(shù)據(jù)。音頻輸入、輸出信號和變壓控制信號經(jīng)過 A/D， D/A 數(shù)據(jù)板進出計算機。 對于一些特殊的應用場合，如高溫，高海拔，此時會引起變頻器的降容，變頻器的容量要放大一檔。 ：這種情況在恒轉矩負載或又減速裝置時有可能發(fā)生。如葉片泵或容積泵等，特別注意負載的性能曲線，性能曲線決定了應 20 用時的方式方法。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整流器轉換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。 變頻調速技術是針對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備的最佳工作頻率，因而導致許多設備長期處于低頻率、低功率 引述運行狀態(tài)。此外，此板還帶有 5個 12位分辯率的模擬輸出通道，可插入計算機擴展槽，直接與 PC總線交換數(shù)據(jù)。音頻輸入、輸出信號和變壓控制信號經(jīng)過 A/D， D/A 數(shù)據(jù)板進出計算機。變頻器 輸入、輸出動力線盡量遠離音頻信號線和 控制 線，不要將動力線與 控制 線走在同一線槽中 。 18 音樂噴泉 變頻器 控制 圖 3— 3 調試注意事項 ， 音樂噴泉 系統(tǒng) 是個集音樂、燈光、噴泉于一體的 系統(tǒng) ，其電氣 控制 系統(tǒng) 相對比較復雜，在調試時容易出現(xiàn)以下問題 : (1) 音頻信號干擾問題 從 變頻器 工作原理知道，當 變頻器 運行時其輸入輸出側會產(chǎn)生高次諧波，此諧波信號通過傳導、輻射、耦合等方式對其它設備產(chǎn)生干擾，如圖 3— 4 所示。 （ 5）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)場調試和維護方便。 采用 PLC 控制花式噴泉的優(yōu)點 （ 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)的設計過程