【正文】 可編程控制器原理及應(yīng)用（三菱機(jī)型）（［ M］ .北京大學(xué)出版社， 2020。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們根據(jù)學(xué)校老師的要求，做到理論必須與實(shí)際相結(jié)合，雖然在理論上能滿足要求，但是實(shí)際應(yīng)用中卻不一樣，只有做到多分析多修改，才能設(shè) 計(jì)出達(dá)到控制要求的系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的能力，懂得了許多經(jīng)驗(yàn)是前人不懈努力的結(jié)果。 然后再調(diào) CUP 的硬件部 份，復(fù)位電壓，晶振， CUP 電壓，地，及周圍 IC 的電源，地。 2. 焊接上電源芯片，通上電源，把電源調(diào)通，看看電壓是不是都正常， 波系數(shù)是否超標(biāo)。 該音樂噴泉的高度隨音樂信號(hào)的增強(qiáng)而逐漸升高的同時(shí)，投入運(yùn)行的水下燈和水型也就越來(lái)越多，噴泉?jiǎng)t表現(xiàn)得越來(lái)越多彩和熱烈，當(dāng)音樂噴泉高度隨音樂信號(hào)減弱而逐漸降低的同時(shí)，投入運(yùn)行的水下燈和水型也就越少。選用的 計(jì)算機(jī)為 386 工控機(jī)。其實(shí)物圖如圖 3— 5 變頻調(diào)速器 3— 5 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 21 第四章 硬件電路設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)硬件組成 為實(shí)現(xiàn)音樂噴泉系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制，設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)接口電路如圖 4— 1所示。對(duì)于特殊的負(fù)載如深水泵等需要參考電機(jī)的性能參數(shù)，以最大電流確定變頻器電流和過(guò)載能力。 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。% 的精度和 12 位的分辯率。變頻器 可靠接地，接地線采用線徑較 粗的線，并且接地點(diǎn)與 變頻器 距離要盡量短 。 （ 4）定時(shí)、計(jì)數(shù)看： PLC 時(shí)鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬，有記憶功能。而且 PLC 在各個(gè)工業(yè)部門的應(yīng)用范圍都得到了擴(kuò)展。 (3) 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線式 控制 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 16 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)與現(xiàn)場(chǎng)總線相似，性能更優(yōu)越于后者，網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線屬于分布式 控制 系統(tǒng) ，電控 系統(tǒng) 運(yùn)行速度更快，達(dá)到音樂噴泉實(shí)時(shí) 控制 的要求，穩(wěn)定性也更好 。 技術(shù)參數(shù) 表 表 2— 2 可編程序控制器 使用說(shuō)明書 ： 1. 數(shù)字化輸入輸出、 LED 數(shù)碼顯示 2. 可同時(shí)控制 40路各種負(fù)載 3. 一百步程序可任意設(shè)定循環(huán)步數(shù) 、最小時(shí)間 秒 5. 手動(dòng) — 自動(dòng)雙功能，自由選擇 7. 輸入與輸出信號(hào)光電隔離，可靠性高 8 .五位密碼鎖保護(hù)，輸入正確的密碼才能編制或修改程序 9. 音樂啟動(dòng)程序（輸出）功能，增加音樂噴泉功能 電源輸入 額定電壓 AC220V 電壓允許范圍 AC220V177。 ：顯示是否有固態(tài)輸出點(diǎn)有輸出。用固態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)音控時(shí)，在輸入的音頻信號(hào)是比較柔和的情況下，那么固態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)定電壓就要調(diào)小一點(diǎn)，如果在輸入的音頻信號(hào)比較強(qiáng)烈，那么固態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)定電壓就要調(diào)大一點(diǎn)。左邊固態(tài)設(shè)定輸出頻譜，右邊為實(shí)際輸出頻譜 （ 7） 頻譜顯示 顯示輸出頻譜強(qiáng)度和固態(tài)設(shè)定頻譜強(qiáng)度 （ 8） 電源指示燈 有電源就亮 （ 9） 音頻啟動(dòng)指示燈 有音頻信號(hào)輸入就亮，確認(rèn)音樂信號(hào)開始播放 （ 10） 固態(tài)輸出指示燈 固態(tài)輸出點(diǎn)有輸出就亮 功能及動(dòng)作原理 如表 2— 1 ：調(diào)節(jié)單位音頻的對(duì)應(yīng)輸出電壓。本 課題 的最多時(shí)有 A、 B、 C 三組噴頭同時(shí)噴出水柱，最少時(shí)有兩組噴頭噴出水柱，所以流量為 150230（ m3/h）。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 9 第二章 音樂噴泉設(shè)計(jì)方案 音樂噴泉示意圖 如圖 2— 1 噴泉布局圖 2— 1 本 課題 布局圖 2— 1所示。有了這些機(jī)械和設(shè)備，噴泉水形大大提高了藝術(shù)造型的變化，提高了噴泉水景的觀賞效果及藝術(shù)水平。室內(nèi)水景噴泉工程和移動(dòng)式水景噴泉工程在無(wú)抗凍、抗震要求時(shí)，可選用塑料管。只有在噴頭出口及彩燈處留有足夠的空隙，供水柱噴出。 (1)人工控制噴泉 人工控制噴泉是最原始的、最簡(jiǎn)單的噴泉，噴泉的噴高、水形、彩色都是事先設(shè)計(jì)安裝好的，只要人工開啟水泵、閘門就可以噴射。噴泉走出公園、園林的圍墻和廣場(chǎng)的中心，深入延伸到人們的各個(gè)社會(huì)活動(dòng)場(chǎng)所。噴泉在當(dāng)今時(shí)代，已經(jīng)形成了一道獨(dú)特 的人文景觀。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 6 噴泉進(jìn)入了住宅小區(qū)，多與建筑小品和雕塑相映、相伴，既有中、老年人們喜愛的幽靜、典雅的風(fēng)格，也有適于兒童嬉水，趣味十足的形式。 二是完全依靠噴泉設(shè)備造景。噴泉進(jìn)入了住宅小區(qū)，多與建筑小品和雕塑相映、相伴，既有中、老年人們喜愛的幽靜、典雅的風(fēng)格，也有適于兒童嬉水，趣味十足的形式。噴泉對(duì)城市環(huán)境有多種價(jià)值，不僅能濕潤(rùn)周圍購(gòu)空氣、清除塵埃，而且由于噴泉噴射 U1 的細(xì)小水 珠與空氣分子掩擊，能產(chǎn)生出大量對(duì)人體有益的負(fù)氧離子。不同類型噴頭的排列與組合，可以構(gòu)造出千姿百態(tài)的噴泉形式。 場(chǎng)地設(shè)計(jì) 建造場(chǎng)地和水池形狀的選擇通常應(yīng)依據(jù)兩個(gè)原則：一是整體原則。如在設(shè)計(jì)中再巧妙地運(yùn)用現(xiàn)代材料和雕塑藝術(shù)可以構(gòu)成許多精美的環(huán)境和襯托出恰當(dāng)?shù)臍夥?。?duì) 音樂 噴泉的控制系統(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。提出了噴泉硬件的各組成模塊及詳細(xì)的硬件模塊設(shè)計(jì)方案，并對(duì)控制方式進(jìn)行了設(shè)計(jì)和程序的編寫。 常用的水景形式，主要為噴泉、瀑布、溪流、旋渦、波浪、鏡池等等。噴泉處于特定的地理、人 文環(huán)境中，是環(huán)境的一個(gè)組成部分，噴泉選址和幾何尺度的確定必須服從環(huán)境的整體要求。 燈光設(shè)計(jì) 噴泉的色彩來(lái)自兩種光源，一種是 水下彩色光源，另一種是水面外的投射光源。據(jù)對(duì)菜噴泉周圍 lIl 定，噴水前空氣中負(fù)氧離子的濃度為 300個(gè)／毫升，正離子濃度為 500 個(gè)／毫九而噴水寸． A鐘后，負(fù)氧離子濃度增加到 300000 個(gè)／毫升，正離子濃度增加到 50000 個(gè)／毫升。松馳、舒適的環(huán)境氛圍給人們愉悅的感受。各種各樣的噴泉如音樂噴泉、程序控制噴泉、旱地噴泉、霧化噴泉等。松馳、舒適的環(huán)境氛圍給人們愉悅的感受。 1． 2 噴泉的發(fā)展 我國(guó)噴泉的發(fā)展 國(guó)內(nèi)在二十世紀(jì)八十年代以前，噴泉只是建筑給排水和園林造景專業(yè)的一個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)，從設(shè)計(jì)到產(chǎn)品制作，工程安裝都沒有形成規(guī)模。許多噴泉專業(yè)的生產(chǎn)廠商和專業(yè)公司，在這段時(shí)間內(nèi)應(yīng)運(yùn)而生，迅速發(fā)展起來(lái)。 (2)程序控制噴泉這是一種根據(jù)設(shè)計(jì)者的意圖預(yù)先編輯的程序，變換噴射水形、彩燈顏色與照射強(qiáng)度的噴泉，并可顯示程序過(guò)程中，噴泉的工作狀態(tài)與彩燈照度、水泵故障、漏電指示等工況。回落的水可迅速流至地槽。 電機(jī)性能：采用優(yōu)質(zhì)材料 DR470、增加電機(jī)繞組的匝數(shù)及線徑使水泵耐頻繁起動(dòng)。 音響系統(tǒng)是音樂噴泉的音源。圖中 A 組噴水管，有一個(gè)噴水管該噴水管所噴出的水柱為 4 組噴水管最大，噴射高度 為 4 組噴水管最高為 8（ m）。水質(zhì)為自來(lái)水。如果輸出電壓隨音頻輸入信號(hào)變化不大，輸出電壓只在很小范圍內(nèi)變化，則可調(diào)大放大倍數(shù)；如果在有很小的音頻信號(hào)輸入時(shí)輸出信號(hào)就超過(guò) 10V，并且啟動(dòng)電壓不太高，那么就調(diào)小音頻放大倍數(shù)。 （起始電壓＜固態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)定電壓＜該音樂最大輸出電壓） ： OFF 時(shí)斷開音頻輸入信號(hào)， ON時(shí)接通音頻輸入信號(hào)。 圖 2— 3 端子 功能說(shuō)明 圖 2— 3： CD、 VCD、 MP3 的音樂信號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成變頻器 所要求的 010V 直流電壓信號(hào)與輸入的音樂信號(hào)大小成線性關(guān)系。 10％ 額定頻率 50Hz/60Hz 允許瞬間斷電時(shí)間 20ms 以內(nèi)的瞬間斷電，機(jī)器繼續(xù)運(yùn)行 電源保險(xiǎn)絲 250V 3A 信號(hào)輸入 音頻信號(hào) 河南機(jī)電高等專科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 15 第三章 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 音樂噴泉控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 一般音樂 噴泉 系統(tǒng) 主要由音頻 控制 系統(tǒng) 、噴泉 控制 系統(tǒng) 和燈光 控制 系統(tǒng) 構(gòu)成。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) 。 此方案采用西門子 300 系列 PLC 作為主控制器。 （ 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。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 。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)。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)。 ：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。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)。 圖 4— 1 音樂噴泉的圖案是三個(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。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(yīng)，這樣就為音樂噴泉增加觀賞性和無(wú)限的藝術(shù)美感。 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)。確認(rèn)沒有問題后，基本可以確認(rèn)硬件沒有什么大問題，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。同時(shí)，仍有很多課題需要后輩去努力去完善。 ［ 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］。 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。當(dāng)噴泉的功能增加時(shí)，只