【正文】 泉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，既然我們選用了 PLC，那必然最重要的是程序，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)用編寫軟件進(jìn)行了編程。 當(dāng)按下停止開關(guān)時(shí) ,MO 失電。信號(hào)一但被接受，變頻器就會(huì)開始迅速啟動(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)美的音樂完成同步。 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。 匯點(diǎn)式輸入： 而在 匯點(diǎn)式的開關(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 。 （ 1） 輸入信號(hào)的類型以及電壓等級(jí) 開關(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。 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 36 涌泉噴頭實(shí)物圖及安裝簡圖 電機(jī)與變頻器的選擇 經(jīng)過查閱資料，我發(fā)現(xiàn)一般的音樂噴泉的功率并不大，一般不會(huì)超過 ，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)，通過四組電機(jī)控制四組的噴頭來實(shí)現(xiàn)噴水花樣的變化。這種直流噴頭在各種場合的噴水池中運(yùn)用廣泛，同時(shí)也是音樂噴泉的必備噴頭，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。這符合JB/TB0921996 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，產(chǎn)品取得了全國生產(chǎn)許可證，經(jīng)過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、魚塘增氧 、工礦排水、水產(chǎn)養(yǎng)殖以及防洪排澇等領(lǐng)域。 （ 3） 對于存儲(chǔ)容量的選擇 我們需要對用戶存儲(chǔ)容量做出粗略的估算。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)。 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)說明書 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)講述了我們對于花樣噴泉的設(shè)計(jì)，對比了一些設(shè)計(jì)的方案 ,對其中的優(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 。 選擇開關(guān)和單步 /連續(xù)開關(guān) 決定了花式噴泉的兩種工作方式 ：當(dāng)單步 /連續(xù)開關(guān)在單 步位置時(shí)，噴泉只能按照花式選擇開關(guān)設(shè)定方式，完成 一個(gè)循環(huán)。 我們一般在主題公園、廣場中心 看到音樂噴泉 ，現(xiàn)在也有很多 音樂噴泉被建造在湖中，這樣的設(shè)計(jì)也使美觀效果得到了提升。 根據(jù)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)到對噴泉流量的控制，產(chǎn)生各種不同花樣的噴泉。 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 。正是由于這些特點(diǎn)，單片機(jī)近年來在智能儀器、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。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。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關(guān)元件，所以過電流能力差，長時(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。 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、激光特效、水幕電影也被運(yùn)用到噴泉的設(shè)計(jì)中來，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。 Pattern fountain。 I CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 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)說明書 I 摘要 花樣噴泉是近年來出現(xiàn)的一種園林建筑與花樣觀賞相結(jié)合的一種產(chǎn)物。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。 眾多從事專業(yè)噴泉設(shè) 計(jì)和生產(chǎn)的公司以及工廠開始出現(xiàn) ， 如同雨后春筍般的迅速發(fā)展 。花樣噴泉可以根據(jù)自己的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì) 出各種不同的花樣，也可以加上燈光、音樂，給人一種很不錯(cuò)的視覺 和聽覺的享受。 噴泉的 種類 噴泉大概有兩種，一種是因地制宜，根據(jù)場地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出來的噴泉，第二種是完全根據(jù)人工意愿制造人工的噴泉。 系統(tǒng)控制方案的確定 4 第 2 章 系統(tǒng)控制方案的確定 主控制器方案分析 及選擇 對于主控制器方案，我們提出如下幾個(gè)方案： 方案 1：利用單片機(jī)控制花樣噴泉 單片機(jī)的特點(diǎn)是控制性能好，可靠性高， 同時(shí)具有體積小，價(jià)格低廉，便于產(chǎn)品化等。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。高性能 的程序容量也讓人很是安心 ， 800 步 RAM 內(nèi)置于其中 ，不光 可以使用存儲(chǔ)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)說明書 5 盒，而且可以輸出注釋， 16K 步 也是他的最大 可能的 擴(kuò)充 。信號(hào)一但被接受，變頻器就會(huì)開始迅速啟動(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 完成 同步 。 （ 4） PLC 外部接線圖 、 噴泉控制過程模擬 、 軟件設(shè)計(jì) 、 噴泉控制流程圖 。如果為單步工作方式，則停下來， 在連續(xù)工作方式的前提下，噴泉?jiǎng)t會(huì)繼續(xù)循環(huán)。但是 PLC 就會(huì)考慮信息輸入輸出的可靠 性、實(shí)時(shí)性，以及信息的實(shí)際使用。當(dāng)然，由于一些 系統(tǒng) 是由開關(guān)量控制的 ， PLC 的響應(yīng)時(shí)間 正常情況下都不會(huì)產(chǎn)生過大的影響， 所以 PLC 對于 I/O 的響應(yīng)時(shí)間的選擇時(shí) ，我們可以不考慮 I/O 響應(yīng)的問題，但有些 系統(tǒng) 是由模擬量控制量 ，特別是閉環(huán)系統(tǒng)，我們就必須去考慮這個(gè)問題了。QU 型油浸式潛水電泵是由充油式潛水電機(jī)與離心式水泵同軸聯(lián)接組合。 圖 33 直上噴頭實(shí)物圖及安裝簡圖 第 3 組位于噴泉的第二層，所以噴出的水柱應(yīng)該比第一組所噴出的水柱稍微細(xì)些，同時(shí)噴出的水柱也要低一些，在這一層，我們選用了可調(diào)直流噴頭。加氣噴托采用射流泵的原理，噴水時(shí)將空氣吸入，以少量的水長生豐滿的射常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 流，噴出的水柱呈現(xiàn)白色不透明狀，反光效果好。 查閱資料所得數(shù)據(jù)，我選用了 SW1DDH14C 的型號(hào)的固體繼電器，而接觸PLC 固態(tài)繼電器 交流繼電器 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)說明書 17 PLC+ 3 1 4 2MSSRSW 1 DD H 1 4 CEB 16 30 01繼電器我選用的型號(hào)是 EB163001。不同的 I/O 模塊，影響著 PLC 的應(yīng)用范圍和價(jià)格，它的電路及功能也不相同，所以我們要根據(jù)我們的實(shí)際需要來進(jìn)行選擇。 分組式輸入： 輸 入點(diǎn) 會(huì)被 分成若干組，而每一組（幾個(gè)輸入點(diǎn)） 都會(huì)有一個(gè)公共端，各組之間也是分離 的 ，這是分組式輸入的開關(guān)量輸入模塊 。 開關(guān)量的輸出模塊 一般有晶體管輸出、繼電器輸出和晶閘管輸出三種輸出方式組成 。音樂噴泉的原理是利用從電腦聲卡中采集出來的音樂信號(hào)，一路由音響設(shè)備直接播放；一路把從音響設(shè)備揚(yáng)聲器兩端取得的電流信號(hào)，送入三菱 FX2N系列 PLC模擬模塊進(jìn)行 A／ D轉(zhuǎn)換， PLC可以利用限幅和濾波等處理方式將我們轉(zhuǎn)換過來的數(shù)字量進(jìn)行分析，之后模擬量模塊中的 D/A輸出口就可以進(jìn)行 D/A轉(zhuǎn)換，010V的直流電壓信號(hào)就是被這樣輸出的，這時(shí)候我們就可以將上面得到的直流電壓信號(hào)發(fā)送到 變頻器所在的控制端子。 系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì) 啟動(dòng)和停止的設(shè)計(jì) 圖 47 噴泉系統(tǒng)啟動(dòng)部分梯形圖 當(dāng)我們按下啟動(dòng)開關(guān)時(shí)， MO 得電并且自鎖，保持得電。本設(shè)計(jì)的成本不高，噴水的花樣豐富多彩，觀賞性很強(qiáng)，安裝也較為方便，適合各種不同的場合。 圖 53 花樣噴泉工程建立圖 之后進(jìn)入組態(tài)環(huán)境內(nèi)，進(jìn)行元器件的布置， 并完成一系列參數(shù)的設(shè)置 ，就 可以運(yùn)用 MCGS 組態(tài)環(huán)境，進(jìn)入到運(yùn)行環(huán)境，進(jìn)行仿真 ，圖 56 是仿真運(yùn)行的成功的噴泉運(yùn)行圖。在整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中，我不斷查閱資料，深入了 解了很多電氣控制系統(tǒng)的知識(shí)，熟悉了 PLC 控制技術(shù)等方面的理論知識(shí)及其應(yīng)用，逐漸提高了對于電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的實(shí)際工作能力，使我們之前所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際情況相結(jié)合，通過不斷的學(xué)習(xí)，提高了自己的知識(shí)和應(yīng)用，提高了自己的動(dòng)手，動(dòng)腦能力。 最后在此我還得感謝我的每一次同學(xué)，你們讓我懂得了集體，你們讓我明白了友情，這是我人生最大的一筆財(cái)富，沒有多久，我們即將踏上征程，為了自己的理想而四處奔波，希望以后我們都能實(shí)現(xiàn)自己的夢想，我們永遠(yuǎn)