【正文】 系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟確定控制對象及控制范圍` PLC型號選擇軟件設(shè)計 及模擬硬件設(shè)計 調(diào)試是否符合設(shè)計要求？調(diào)整硬件調(diào)整軟件 N N Y投入運(yùn)行圖3可編程控制器的系統(tǒng)設(shè)計的流程圖(1) 深入了解和分析噴泉的工藝條件和控制要求。(2)工作方式上看:PLC串行工作，不受制約。(6)游戲噴泉：又稱感應(yīng)泉，噴泉水柱根據(jù)游人的動作產(chǎn)生反應(yīng)，而且這種反應(yīng)具有不確定性，是一種互動式噴泉，增強(qiáng)了娛樂氛圍。(2)程控噴泉：將各種水型及燈光，按照預(yù)先設(shè)定的排列組合進(jìn)行控制程序的設(shè)計，通過計算機(jī)運(yùn)行程序發(fā)出控制信號，使水型及燈光有各種各樣的變化。2 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。 (4）數(shù)據(jù)處理這是PLC最基本的應(yīng)用，也是PLC最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域目前，在國內(nèi)外PLC已廣泛應(yīng)用冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保及文化娛樂等各行各業(yè)，隨著PLC性能價格比的不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。其結(jié)構(gòu)簡圖如下 電源受控元件輸入部件輸入信號 微處理器 運(yùn)算器 控制器輸出部件I/O擴(kuò)展接外設(shè)I/O接 外部設(shè)備I/O擴(kuò)展單 存儲器 EPRO EPR 圖2 PLC結(jié)構(gòu)圖PLC的軟件系統(tǒng)是指PLC所使用的各種程序的集合，通常可分為系統(tǒng)程序和用戶程序兩大部分。豐富的功能為PLC的廣泛應(yīng)用提供了可能，同時，也為自動門行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化及智能化創(chuàng)造了條件。 PLC有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O接口、通信接口，有大容量的內(nèi)存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，因而具有以下基本的功能。而PLC則要考慮信息入出的可靠性、實(shí)時性，以及信息的實(shí)際使用。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計算機(jī)。 噴泉控制要求接入設(shè)備使用簡便，對應(yīng)于系統(tǒng)組態(tài)的編程簡單，具有人性化的人機(jī)界面，配備應(yīng)用程序庫，加快編程和調(diào)試速度。而隨著我國城市化進(jìn)程的加快和人口大量集聚，環(huán)境越來越重要，好的環(huán)境能使心身愉快，做事效率提高。本課題設(shè)計的花式噴泉要求運(yùn)行迅速準(zhǔn)確度高，在噴泉的各層檢測系統(tǒng)中大量運(yùn)用的具有檢測精度高、壽命長、穩(wěn)定性能好的接近傳感器，運(yùn)用感應(yīng)器的開關(guān)量信號輸入給PLC來實(shí)現(xiàn)控制。 (1)噴泉類型的選擇。具有功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動化控制的各個領(lǐng)域，并已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱產(chǎn)品。設(shè)計、安裝容易，維護(hù)工作量少。PLC是集自動控制技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制裝置，已躍居工業(yè)自動化三大支柱(PLC、ROBOT、CAD/CAM)的首位。通過計算機(jī)與PLC之間的通信來監(jiān)控噴泉的狀態(tài)與效果，進(jìn)而控制電動機(jī)，以達(dá)到順利實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制的要求及目的，同時還要達(dá)到低功耗、高性價比、運(yùn)行安全可靠等基本要求。隨著我國人民物質(zhì)和精神生活水平的不斷提高，現(xiàn)在許多城市的市民廣場、單位居民生活區(qū)里都能看到各種形式的噴泉。 針對傳統(tǒng)的噴泉控制系統(tǒng)一旦設(shè)計好控制電路，就不能隨意改變噴水花樣及噴水時間等問題，本設(shè)計采用了三菱FX2N系列可編程序控制器作為噴泉的控制器，能適應(yīng)不同季節(jié)、不同場合的噴水要求目的的花樣噴泉系統(tǒng)。隨著可編程控制器在我國的迅速發(fā)展，對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(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代高科技把美妙的音樂、各種噴泉造型、 水下燈光、神奇的激光圖文，通過計算機(jī)有機(jī)的結(jié)合在一起，給人以音樂聲響、視覺形象、色彩變換三位一體的超自然享受。 圖 1 噴泉實(shí)際示意圖噴泉控制的實(shí)現(xiàn)方法很多，本設(shè)計題目基于可編程邏輯控制器（PLC）的噴泉控制系統(tǒng)，可編程邏輯控制器（PLC），不僅能夠進(jìn)行多種水型切換，而且能夠?qū)⒏鞣N水型、燈光，按照預(yù)先設(shè)定的排列組合進(jìn)行控制程序的設(shè)計，使水型、燈光實(shí)現(xiàn)多姿多彩的變化。繼電器在控制系統(tǒng)中主要起兩種作用：(l)邏輯運(yùn)算(2)弱電控制強(qiáng)電。 具有:可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。體積小，重量輕、功耗低等特點(diǎn)。本設(shè)計將在以下幾個方面對噴泉的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和論證。 (2) 噴泉硬件系統(tǒng)的設(shè)計。在本設(shè)計中選用了目前運(yùn)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(shè)計噴泉控制的要求 ， 隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和自動控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)已進(jìn)入個嶄新的時代，其應(yīng)用越來越廣?？删幊绦蚩刂破?PLC)因?yàn)榉€(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、簡單易學(xué)、功能強(qiáng)大和使用方便已經(jīng)成為應(yīng)用面最為廣泛的通用工業(yè)控制裝置，成為當(dāng)代工業(yè)自動化的主要支柱之一。PLC是用于工業(yè)現(xiàn)場的電控制器。普通計算機(jī)進(jìn)行入出信息變換時，大多只考慮信息本身，信息入出的物理過程一般不考慮的。其功能要比繼電控制裝置多的多、強(qiáng)的多。有很豐富的功能，是別的電控器所沒有的，更是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無法比擬的。各部分通過總線(電源總線、控制總線、地址總線、數(shù)據(jù)總線)連接而成。硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成了一個完整的PLC系統(tǒng)，他們是相輔相成，缺一不可的。利用PLC最基本的邏輯運(yùn)算、定時、計數(shù)等功能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制，用于單機(jī)控制、多機(jī)群控制、生產(chǎn)自動線控制等，例如：機(jī)床、注塑機(jī)、印刷機(jī)械、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯的控制等。(3)過程控制這一功能已廣泛用于鍋爐、反應(yīng)堆、水處理、釀酒以及閉環(huán)位置控制和速度控制等方面。（5）通信聯(lián)網(wǎng)PLC的通信包括PLC與PLC、PLC與上位計算機(jī)、PLC與其它智能設(shè)備之間的通信，PLC系統(tǒng)與通用計算機(jī)可直接或通過通信處理單元、通信轉(zhuǎn)換單元相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)信息的交換，并可構(gòu)成“集中管理、分散控制”的多級分布式控制系統(tǒng)，滿足工廠自動化（FA）系統(tǒng)發(fā)展的需要。(1)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(yùn)行、水型和燈光變化。(5)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。 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。(5)可靠、維護(hù)看：PLC無觸點(diǎn)，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(hù)方便。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)等，常用的輸出設(shè)備有指示燈等。(6)將程序輸入PLC進(jìn)行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。(2)該噴泉共有三種花樣可供選擇。 第一種花樣，1隔2秒依次噴水，一起噴水1 5秒后停下，在按4的次序隔2秒依次噴水，再一起噴15秒后停下，以此規(guī)律循環(huán)。在第一種花樣中，3管為慢速正轉(zhuǎn)噴水，4管為中速正轉(zhuǎn)噴水。 圖4 噴泉布局圖 噴泉控制系統(tǒng)的原理圖 在噴泉中，通過按鈕開關(guān)信號來控制PLC，因?yàn)橛?層噴水，因此用了1個變頻器來控制4個水泵。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 常用PLC介紹PLC發(fā)展這么多年，技術(shù)成熟，各種型號的也很多，各個廠家生產(chǎn)的也有一定區(qū)別，各個重點(diǎn)發(fā)展方向也不同，所以我們必須根據(jù)自己設(shè)計需要，考慮如何選擇。 S7200作為西門子SIMATIC PLC家族中的最小成員，以其超小體積，靈活的配置，強(qiáng)大的內(nèi)置功能，多年來一直廣泛服務(wù)于國內(nèi)的各行各業(yè)。S7200產(chǎn)品憑借其先進(jìn)性、成熟性和廣泛的適用性在自動化產(chǎn)品中受到廣泛的重視，相信此次發(fā)布的新產(chǎn)品一定能夠滿足部分用戶的需求，同時在自動化領(lǐng)域中獲得更廣泛的應(yīng)用。