【正文】 的是程序，我們必須了解 PLC 的接線，以及 花樣噴泉的 I/O 的分配，之后我們運(yùn)用編寫(xiě)軟件進(jìn)行了編程。其他的花樣 2， 3,4 的控制設(shè)計(jì)與相似，只是輸出量不一樣，其他的工作過(guò)程都是相似 的，所以在這個(gè)不做具體介紹。 當(dāng)按下停止開(kāi)關(guān)時(shí) ,MO 失電。 花樣噴泉系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 24 圖 44 GX Developer 軟件新建工程 新建好工程之后，在此處輸入我們所編寫(xiě)的程序。信號(hào)一但被接受，變頻器就會(huì)開(kāi)始迅速啟動(dòng)，水泵電機(jī)會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)會(huì)跟隨音樂(lè)頻率做出改變，這樣我們就完成了所需要的噴泉所產(chǎn)生的花樣與優(yōu)美的音樂(lè)完成同步。模擬量輸入（ A/D）模塊式由位于現(xiàn)場(chǎng)的 傳感器 所檢測(cè)到，而尤其得到 的 具有 連續(xù) 性 的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成 為可編程控制器的內(nèi)部所能 接受的數(shù)字量； 而 模擬量輸出（ D/A）模塊是將 可編程控制器 的內(nèi)部 所擁有的 數(shù)字量轉(zhuǎn)換成 為 模擬量 的 信號(hào)輸出。 晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載，而晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。 （ 4）輸入門(mén)檻電平 我們必須考慮到輸入門(mén)檻電平的大小， 這樣課題提高系統(tǒng)的可 靠性，而門(mén)檻電平越大 ， 它就擁有更強(qiáng)的抗干擾，傳輸距離就可以更 遠(yuǎn)，具體我們可以參考各類型 PLC花樣噴泉系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 20 的說(shuō)明書(shū)進(jìn)行設(shè)定。 匯點(diǎn)式輸入： 而在 匯點(diǎn)式的開(kāi)關(guān)量輸入模塊 中，只有一個(gè) 公共端（ COM） ， 所有的輸入點(diǎn)共用 這個(gè)公共端 。現(xiàn)場(chǎng) 的輸入設(shè)備相互間的距離一般會(huì)做為我們選擇的主要參考依據(jù) 。 （ 1） 輸入信號(hào)的類型以及電壓等級(jí) 開(kāi)關(guān)量輸入模塊有三種：直流輸入、交流輸入和交流 /直流三種輸入類型。 12 34花樣選擇開(kāi)關(guān)啟動(dòng) 停止單步 / 連續(xù) 電源花樣噴泉系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 18 第 4 章 花樣噴泉系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 花樣噴泉的 PLC控制流程圖 圖 41 噴泉系統(tǒng)運(yùn)行流程圖 如圖所示，控制系統(tǒng)通電后，進(jìn)入工作狀態(tài)，按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，噴泉進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)， 選 擇單步或者連續(xù)，接著選擇噴水花樣，共有四種花樣可以選擇，之后水泵進(jìn)入工作狀態(tài)，系統(tǒng)按照設(shè)定的程序開(kāi)始運(yùn)行，如果按下停止開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)則停止運(yùn)行。 圖 310 水泵、固態(tài)繼電器和接觸繼電器連接圖 控制面板的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的控制面板示意圖如下圖所示。 圖 37 系統(tǒng)變頻器與頂級(jí)接線圖 M變頻器M M ML 1 L 2 L 3 PHUVWL 1L 2L 3QSQS 1QS 2 QS 3 QS 4 QS 5FR 1 FR 2FR 3 FR 4KM 1 KM 2 KM 3 KM 4 KM 5 KM 6 KM 7 KM 8花樣噴泉的硬件設(shè)計(jì) 16 電磁閥 的選擇 電磁閥擁有密閉的腔，在不同的位置開(kāi)有通孔，每個(gè)孔通往不同的水管，腔的中間就是閥，它的兩面是兩塊電磁鐵，哪一面的磁鐵線圈通電，電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，所以我們可以通過(guò)控制閥體的移動(dòng)來(lái)?yè)踝』蛘呖粘霾煌呐潘目?，而且進(jìn)水的孔是敞開(kāi)的，液壓水就能進(jìn)入不同的排水管，之后通過(guò)水壓來(lái)推動(dòng)水剛的活塞，通過(guò)控制電磁閥的電流控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)， 我們一般常用的電磁閥有：球閥、蝶閥、 閘閥、止回閥、水下液壓閥、水下電磁閥、水下數(shù)控閥等，而電磁閥在選型中，我們需要注意適用性、可靠性、安全性以及經(jīng)濟(jì)性等事項(xiàng)。 圖 36 涌泉噴頭實(shí)物圖及安裝簡(jiǎn)圖 電機(jī)與變頻器的選擇 經(jīng)過(guò)查閱資料，我發(fā)現(xiàn)一般的音樂(lè)噴泉的功率并不大，一般不會(huì)超過(guò) ，所以我們選擇了三菱 型號(hào)的電機(jī)，我們需要使用到 4 組電機(jī)，通過(guò)四組電機(jī)控制四組的噴頭來(lái)實(shí)現(xiàn)噴水花樣的變化。 圖 35 樹(shù)冰形噴頭 實(shí)物圖及安裝簡(jiǎn)圖 第 1 組位于噴泉的最外側(cè)，水柱所噴高度應(yīng)該是最低的，水量應(yīng)該較大，所噴水柱應(yīng)該比較靈活，我們選用涌泉噴頭。這種直流噴頭在各種場(chǎng)合的噴水池中運(yùn)用廣泛，同時(shí)也是音樂(lè)噴泉的必備噴頭，這種噴頭裝有球形接頭，可以沿垂直方向 15 度進(jìn)行調(diào)節(jié) ，可調(diào)直流噴頭可以組合各種不同形狀的噴射效果，噴射的高低和角度的變化，可以根據(jù)水池形狀大小決定。 圖 32 QY系列油浸式潛水電泵 噴頭的選擇 噴泉的噴頭可分為可調(diào)節(jié)直流噴頭、集束噴頭、旋轉(zhuǎn)噴頭、涌泉噴頭等等，種類常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 繁多，而噴出的水型也各不相同。這符合JB/TB0921996 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，產(chǎn)品取得了全國(guó)生產(chǎn)許可證，經(jīng)過(guò)了三十多年的不斷改進(jìn)和完善，廣泛應(yīng)用與農(nóng)業(yè)灌溉、水景噴泉、魚(yú)塘增氧 、工礦排水、水產(chǎn)養(yǎng)殖以及防洪排澇等領(lǐng)域。 根據(jù)本文的設(shè)計(jì)要求，我們采用潛水泵，因?yàn)闈撍檬欠胖迷谒碌?，所以不再需要泵房，這樣可以有效降低工程的造價(jià)。 （ 3） 對(duì)于存儲(chǔ)容量的選擇 我們需要對(duì)用戶存儲(chǔ)容量做出粗略的估算。 （ 2） 數(shù)據(jù)運(yùn)算的功能； （ 3） 高速計(jì)數(shù)的功能； （ 4） 聯(lián)網(wǎng)通信 的功能； （ 5） 中斷處理的功能（可以實(shí)現(xiàn)各種內(nèi)外中斷）； （ 6） 準(zhǔn)確定時(shí)的功能； （ 7） 程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的功能； （ 8） 自檢測(cè)和自診斷的功能； PLC 的豐富功能，是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無(wú)法比擬的，也為 PLC 提供了廣泛的應(yīng)用，為自動(dòng)化行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化以及智能化創(chuàng)造了條件。特別要考慮 怎么適應(yīng)于工作環(huán)境，比如需要便于安裝，便于維修以及抗干擾等問(wèn)題， PLC 實(shí)現(xiàn)了控制的兩個(gè)基本要點(diǎn)：輸入輸出信息的變換及可靠的物理實(shí)現(xiàn)。它通過(guò)運(yùn)行儲(chǔ)存在其內(nèi)存中的程序，把輸入電路的物理過(guò)程所得到的輸入信息，轉(zhuǎn)換成所要求的輸出信息，然后通過(guò)輸出電路的物理過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制。 運(yùn)行流程圖如下圖： 1號(hào)、 3號(hào)同時(shí)噴水并且延遲 3秒 2號(hào)、 4號(hào)同時(shí)噴水， 1號(hào)、 3號(hào)停止 交替 5次 1號(hào)到 4號(hào)同時(shí)噴水30秒 單步 停止 連續(xù) 常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 從 1號(hào)到 4號(hào)噴水各延時(shí) 2秒 從 1號(hào)到 4號(hào)公用噴水 30秒 從 1號(hào)到 4號(hào) 各延時(shí) 1秒停止 等待 1秒 從 4號(hào)到 1號(hào)噴水各延時(shí) 2秒 1號(hào)到 4號(hào)共同噴水 30秒 單步 停止 連續(xù) 圖 24 花樣 4流程圖 本章小結(jié) 在該章節(jié) 中 ，我們重點(diǎn)講述了我們對(duì)于花樣噴泉的設(shè)計(jì)，對(duì)比了一些設(shè)計(jì)的方案 ,對(duì)其中的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較 ， 之后 做出了 設(shè)計(jì)要求的選擇，綜合 我們對(duì)于噴泉的花樣的設(shè)計(jì)要求 ， 將此設(shè)計(jì)于 其中， 這樣可以設(shè)計(jì)出美觀的花樣噴泉 。 20 秒后，如果為單步工作方式，則停下來(lái)，在 連續(xù)工作方式 的前提下，噴泉?jiǎng)t會(huì)繼續(xù) 循環(huán)。 選擇開(kāi)關(guān)和單步 /連續(xù)開(kāi)關(guān) 決定了花式噴泉的兩種工作方式 ：當(dāng)單步 /連續(xù)開(kāi)關(guān)在單 步位置時(shí)，噴泉只能按照花式選擇開(kāi)關(guān)設(shè)定方式，完成 一個(gè)循環(huán)。 噴泉的控制要求 在設(shè)計(jì)期間，我制定了如下 任務(wù)： （ 1） 花樣噴泉設(shè)計(jì)方案 。 我們一般在主題公園、廣場(chǎng)中心 看到音樂(lè)噴泉 ，現(xiàn)在也有很多 音樂(lè)噴泉被建造在湖中，這樣的設(shè)計(jì)也使美觀效果得到了提升。根據(jù)電磁閥的選用要求，我們可以確定 PLC的輸出功率為小功率， I / O 個(gè)數(shù)應(yīng)該小于 15個(gè)，在綜合噴泉的工 作性質(zhì)， PLC對(duì)環(huán)境濕度的要求比較高，最后我們綜上，選擇三菱 FX2N系列 PLC做為控制。 根據(jù)課題的設(shè)計(jì)要求，我們利用三菱 FX2N PLC 控制電磁閥，從而達(dá)到對(duì)噴泉流量的控制，產(chǎn)生各種不同花樣的噴泉。 我們將連續(xù)擴(kuò)展單元或者擴(kuò)展模塊連接到基本單元中 ， 這樣就能實(shí)現(xiàn) 16 到 256 的靈活多變的輸入輸出組合 。 在這次 設(shè)計(jì)中， 在三菱 FX2N 系列采用 PLC 作為系統(tǒng)的主 控器 。 方案 2：使用三 菱 FX2N PLC 控制花樣噴泉 20 世紀(jì) 60 年代中期以來(lái)， PLC 在電力、冶金、化工等剛也發(fā)揮了重大作用。正是由于這些特點(diǎn)，單片機(jī)近年來(lái)在智能儀器、機(jī)電一體化產(chǎn)品、實(shí)時(shí)控制家用電器等多個(gè)領(lǐng)域都獲得了極其廣泛的應(yīng)用。 我們 的研究?jī)?nèi)容主要是設(shè)計(jì)出 根據(jù) PLC 控制的花樣噴泉系統(tǒng)，為噴泉提供多種的花樣設(shè)計(jì)，做成美觀的花樣 噴泉。第一種是天然水景制造而成的，比如瀑布、水簾、壁泉、涌泉、管流、霧泉、溪流、跌水、水濤、漩渦等。 （ 2）在細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)中，未能做到完美，使得很多噴泉缺少部分功能。傳統(tǒng)的噴泉所采用的控制系統(tǒng)一般是由單片機(jī)組成的，通過(guò)控制潛水泵，讓其進(jìn)行間歇工作，從而完成各式不同花樣的噴水形態(tài)，可是這種控制系統(tǒng) 也存在著缺點(diǎn)，由于采用額定是可控硅做功率開(kāi)關(guān)元件，所以過(guò)電流能力差，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行是 不被允許的 ，需要配置較多的保護(hù)電路；程序的增減、修改和運(yùn)行監(jiān)視不靈活；抗干擾能力差；功率因數(shù)較低等。 噴泉的應(yīng)用狀況 隨著城市化的加速發(fā)展，花樣噴泉在我們身邊已經(jīng)隨處可見(jiàn)，比如在廣場(chǎng)、大廈、小區(qū)等。 從事噴泉設(shè)計(jì)的 專業(yè)技術(shù)人員把 他們所學(xué)到信息技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù) 應(yīng)用到噴泉之中， 同時(shí)電、 火、光、霧、聲音、音樂(lè)、激光特效、水幕電影也被運(yùn)用到噴泉的設(shè)計(jì)中來(lái)，這使噴泉的發(fā)展得到了一個(gè)新的發(fā)展 ， 得到了更廣闊的的運(yùn)用 ，噴泉行業(yè) 也在此期間得到了迅速的 發(fā)展。在這個(gè)時(shí)期， 從事專業(yè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的一些加工廠和公司開(kāi)始步入了建設(shè)和發(fā)展 ， 這為之后噴泉的專業(yè)發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)，提供了強(qiáng)有力的力量 。 Pattern fountain。對(duì)花樣噴水池的控制系統(tǒng)的總體功能進(jìn)行了分析，闡述了可編程控制器的組成和工作原理。 I CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 題目 ： 基于 PLC 控制的花樣噴泉系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二級(jí)學(xué)院： 延陵學(xué)院 專 業(yè) : 電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 職稱： 評(píng)閱教師： 職稱： 2020 年 6 月 SJ0051 常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) I 摘要 花樣噴泉是近年來(lái)出現(xiàn)的一種園林建筑與花樣觀賞相結(jié)合的一種產(chǎn)物。我們 結(jié)合任務(wù)設(shè)計(jì)書(shū)的要求 ， 以 4 環(huán)音樂(lè)花樣噴泉為研究對(duì)象，采用三菱 FX2N 系列 PLC控制器做 為花樣音樂(lè)噴泉的控制器。s rapid development, control requirements have bee more sophisticated pattern fountain, this allows more and more control part of the programmable controller. Using PLC control pattern fountain, with the advantages of reliable operation, the use of reliable operation, simple design control procedures. In this paper, the task design document, than 4 ring music pattern fountain as the research object, Mitsubishi FX2N series PLC controller as the controller of the pattern musical fountain. The overall function of the pattern fountain control system analysis of the position and working principle of the programmable controller. And made the fountain hardware building blocks and the hardware module design, the design of improved the fountain system control quality, in order to achieve realtime control requirements. Keyword: Programmable Logic Controller Plc。 但是進(jìn)入二十世紀(jì)八十年代之后 ， 隨著祖國(guó)整體經(jīng)濟(jì)的 恢復(fù)和發(fā)展， 在 人民生活水平 得到 提高 的情況下 ， 一部分 城市的 園林主管部門(mén)以及城市的建設(shè)部門(mén)將噴泉考慮到園林景區(qū)的改造和城市的規(guī)劃中 ， 但是我們對(duì)于噴泉又有了新的要求，這些要求大多數(shù)來(lái)自于環(huán)境的美化和我們對(duì)于文化氛圍的營(yíng)造 ， 一些 水利設(shè)計(jì)院、建筑單位、園林規(guī)劃單位、和許多研究所以及大專院校