【正文】 從大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)為代表的微電子技術(shù)高度發(fā)展并向傳統(tǒng)機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域迅速滲透、與機(jī)械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用機(jī)械、微電子、自動(dòng)控制、信息、傳感測(cè)試、電力電子、接口、信號(hào)變換以及軟件編程等技術(shù)的群體技術(shù)?；赑LC控制的花樣噴泉的設(shè)計(jì)基于PLC控制的花樣噴泉摘要：在現(xiàn)代社會(huì)中隨著人們對(duì)環(huán)境越來(lái)越重視，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)越來(lái)越普遍，噴泉的應(yīng)用也更加受歡迎?！?機(jī)電控制技術(shù)是在新技術(shù)浪潮中，電子技術(shù)、信息技術(shù)向機(jī)械工業(yè)滲透并與機(jī)械技術(shù)相互融合的產(chǎn)物。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。在這一時(shí)期，人們自覺(jué)不自覺(jué)地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。 20世紀(jì)90年代后期，開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。 機(jī)械學(xué)：機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造 電子學(xué)：電工學(xué)、電機(jī)學(xué)、數(shù)字電路、模擬電路 控制論：經(jīng)典控制（控制工程基礎(chǔ)）、現(xiàn)代控制（多變量） 計(jì)算機(jī)科學(xué)：微處理系統(tǒng)及接口技術(shù)，應(yīng)用軟件技術(shù)（CAD、CAM、CNC） CAD／CAM：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(簡(jiǎn)稱CAD／CAM)。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品技術(shù)性能、水平和功能的提高，機(jī)械本體要在機(jī)械結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝性及幾何尺寸等方面適應(yīng)產(chǎn)品高效、多功能、可靠和節(jié)能、小型、輕量、美觀等要求。機(jī)電控制系統(tǒng)一方面要求驅(qū)動(dòng)的高效率和快速響應(yīng)特征，同時(shí)要求有較高的可靠性和對(duì)水、油、溫度、塵埃等外部環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)性?！?機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)圖 “機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。 檢測(cè)傳感裝置是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的重要環(huán)節(jié)，要求傳感器及其放大處理電路快速、精確地獲取信息，并能夠抗干擾、可靠性高。檢測(cè)精度的高低將直接影響機(jī)械性能的好壞，現(xiàn)代工程技術(shù)要求傳感器能快速、精確地獲取信息，并能經(jīng)受各種嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)；傳感器應(yīng)具有廣的功能范圍、高的精度、好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、高的靈敏性和分辨率、高的抗干擾能力和可靠性?！? 機(jī)電系統(tǒng)自動(dòng)控制包括位置控制、速度控制、力或力矩控制、自校正補(bǔ)償?shù)?，自?dòng)控制的基礎(chǔ)是自動(dòng)控制原理，分為經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論。 強(qiáng)調(diào)精密機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的運(yùn)用，即利用高、新技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更，以滿足： 1. 減輕重量， 減小體積 提高剛度?? 實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化 機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其它高、新技術(shù)來(lái)更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。 ★伺服傳動(dòng)包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類(lèi)型的傳動(dòng)裝置。系統(tǒng)總體技術(shù)是一種從整體目標(biāo)出發(fā)，用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法，將總體分解成若干功能單元，找出能完成各個(gè)功能的技術(shù)方案，再將各個(gè)功能與技術(shù)方案組合成方案組進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)、優(yōu)選的綜合應(yīng)用技術(shù)。因此，機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下： 智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。 20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。表現(xiàn)特征之二是通信功能的大大加強(qiáng)，一般除RS232外，還有RS48DCS。 1．提高精度　機(jī)電控制技術(shù)使機(jī)械傳動(dòng)部件減少，因而使機(jī)械磨損、配合間隙及受力變形等所引起的誤差大大減少，同時(shí)由于采用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和控制、補(bǔ)償、校正因各種干擾因素造成的動(dòng)態(tài)誤差，從而達(dá)到單純機(jī)械裝備所不能實(shí)現(xiàn)的工作精度。 5．提高安全性、可靠性　具有自動(dòng)檢測(cè)監(jiān)控的機(jī)電控制系統(tǒng)，能夠?qū)Ω鞣N故障和危險(xiǎn)情況自動(dòng)采取保護(hù)措施，及時(shí)修正運(yùn)行參數(shù)，提高系統(tǒng)的安全可靠性。 9．降低價(jià)格　由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，材料消耗減少，制造成本降低，同時(shí)由于微電子技術(shù)的高速發(fā)展，微電子器件價(jià)格迅速下降，因此機(jī)電一體化產(chǎn)品價(jià)格低廉，而且維修性能改善，使用壽命延長(zhǎng)?，F(xiàn)在，仍常常將PLC簡(jiǎn)稱PC?！　≡谖覈?guó)應(yīng)用的PLC，幾乎涵蓋了世界所有的品牌，呈現(xiàn)八國(guó)聯(lián)軍的態(tài)勢(shì)，但從行業(yè)上分，有各自的勢(shì)力范圍。如羅克韋爾A－B公司主推的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，即EtherNet、ControlNet、DeviceNet，西門(mén)子公司在ProfibusDP及ProfibusFMS網(wǎng)絡(luò)等?！　?)OPC基金會(huì)推出了OPC(OLE for Process Control)標(biāo)準(zhǔn)，這進(jìn)一步增強(qiáng)了軟硬件的互操作性，通過(guò)OPC一致性測(cè)試的產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)方便的和無(wú)縫隙數(shù)據(jù)交換。以太網(wǎng)能否順利進(jìn)入工控領(lǐng)域，還存在爭(zhēng)論。（4）通過(guò)變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速達(dá)到控制每個(gè)噴泉噴水高度的要求。隨著人們對(duì)噴泉的造景功能、娛樂(lè)功能、環(huán)保功能認(rèn)識(shí)的提高，噴泉的得到了更多的應(yīng)用。運(yùn)行穩(wěn)定可靠PLC是專為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，采取了多層次抗干擾和精選元件措施，可在惡劣的工業(yè)環(huán)境下與強(qiáng)電設(shè)備一起工作，運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性較高。PLC的工作過(guò)程是一個(gè)不斷循環(huán)掃描的過(guò)程。變頻器的選型本次花樣噴泉控制系統(tǒng)中的變頻器只用于每環(huán)噴水管的噴水高度，所以選用三菱公司FRS520(S)E系列的變頻調(diào)速器。（3）、按下位置開(kāi)關(guān)３，運(yùn)行第三種花樣。本設(shè)計(jì)在老師的精心指導(dǎo)下最終順利完成。對(duì)于本次的設(shè)計(jì)論文，我從思想上高度重視，先通過(guò)查閱各方面的資料，有了初步的設(shè)計(jì)思路，然后在設(shè)計(jì)中不斷地融入自己的想法，是本次設(shè)計(jì)更加完善。按下X2系統(tǒng)執(zhí)行第一種花樣，S21～S25為第一種花樣的程序；按下X3系統(tǒng)執(zhí)行第二種花樣，S31～S25為第二種花樣的程序；按下X4系統(tǒng)執(zhí)行第三種花樣，S41～S47為第三種花樣的程序。水泵的選型。每一次掃描過(guò)程有輸入采樣，程序執(zhí)行和輸出刷新3個(gè)階段。五、 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)PLC的選型本次花樣噴泉控制系統(tǒng)選用的PLC為三菱公司的FX0N系列，型號(hào)為FX1S30MR。其主要特點(diǎn)為:PLC軟件簡(jiǎn)單易學(xué) PLC采用的易學(xué)易懂的梯形圖語(yǔ)言，是以計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)構(gòu)成人們慣用的繼電器模型，形成的一套獨(dú)具風(fēng)格的一繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語(yǔ)言?；訃娙疽鈭D如圖1所示：圖1 花樣噴泉示意圖花樣噴泉的控制原理圖通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)控制PLC，用一個(gè)變頻器來(lái)控制4個(gè)水泵。二、花樣噴泉的設(shè)計(jì)方案花樣噴泉的控制要求（1）1號(hào)2號(hào)噴水管為外環(huán)形狀，3號(hào)噴水管為內(nèi)環(huán)形狀，4號(hào)噴水管為星型。OPC與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的結(jié)合，是未來(lái)控制系統(tǒng)向FCS技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。開(kāi)放是發(fā)展的趨勢(shì)，這已被各廠商所認(rèn)識(shí)，形成了長(zhǎng)時(shí)期妥協(xié)與競(jìng)爭(zhēng)的過(guò)程，并且這一過(guò)程還在繼續(xù)。歐美PLC在網(wǎng)絡(luò)和軟件方面具有優(yōu)勢(shì)，而日本PLC在靈活性和價(jià)位方面占優(yōu)勢(shì)。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng).　　近年，工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)(IPC)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(FCS)發(fā)展迅速，擠占了一部分PLC市場(chǎng)，PLC增長(zhǎng)速度出現(xiàn)漸緩的趨勢(shì)，但其在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，是無(wú)法取代的。例如，利用數(shù)控加工中心或柔性制造系統(tǒng)，可以通過(guò)調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行程序，適應(yīng)不同零件的加工工藝。 6．改善操作性和使用性　機(jī)電控制裝置或系統(tǒng)各相關(guān)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作順序及功能協(xié)調(diào)關(guān)系，可由程序控制自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，并建立良好的人機(jī)界面，對(duì)操作參數(shù)加以揭示，因而可以通過(guò)簡(jiǎn)便的操作得到復(fù)雜的功能控制和使用效果。 2．增強(qiáng)功能　現(xiàn)代高新技術(shù)的引入，極大地改變了機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品的面貌，具有多種復(fù)合功能，成為機(jī)電一體化產(chǎn)品和應(yīng)用技術(shù)的一個(gè)顯著特征。一層是，機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。