【正文】 來造景，如埃斯特別墅中的“水風(fēng)琴”等。 噴泉起源很早，公元前 6 世紀(jì)在 巴比倫空中花園 中已建有噴泉。 隨著城市現(xiàn)代化，文明生產(chǎn)及園林、旅游等事業(yè)的發(fā)展，噴泉越來越受到人們的喜玖噴泉技術(shù)也在不斷地發(fā)展，各式各樣 的噴泉正在各地競相出現(xiàn)。 Programmable controller (logic)。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目： 基于 PLC的音樂噴泉系統(tǒng)設(shè)計(jì) ━━━━━━ 噴泉軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 系 部 機(jī)電工程系 專 業(yè) 機(jī)電一體化 班 級 機(jī)電 105 學(xué)生姓名 鄭天健 學(xué) 號 100219109 指導(dǎo)教師 宋 娟 2020年 4 月 23日 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 2 摘 要 在噴泉控制系統(tǒng)中，采用單片機(jī)控制原理，以可控硅作為功率開關(guān)元件，由 于可控硅承受過電壓、過電流的能力較差，因而不能長時間運(yùn)行。 Order function flow chart 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 4 目 錄 1 緒論 .......................................................... 5 噴泉的發(fā)展 ...................................................... 6 噴泉的應(yīng)用狀況 .................................................. 6 2 噴泉系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ............................................ 7 噴水池的設(shè)計(jì) ................................................... 7 噴頭和造型方案的選擇 ........................................... 7 配水管網(wǎng)的計(jì)算及其附件的選擇 ................................... 8 3 噴泉控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及器件選擇 ............................. 13 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .............................................. 13 導(dǎo)線截面的選擇與校驗(yàn) .......................... 錯誤 !未定義書簽。它比較適宜于喜慶節(jié)日、大型群眾集會的廣場噴泉和城市主題雕塑噴泉，其水造型往往是簡捷、明快、莊重、大方，給予人們團(tuán)結(jié)進(jìn)取、凝聚向上的感受在商業(yè)廣場、購物中心以及游泳景點(diǎn)的大型激光彩色音樂噴泉，其動感十足的“水表演”，既歡快、跳躍，又抒情、富有詩意的“水舞蹈”，有些噴泉配之以水幕電影，給人們以變幻無窮，絢麗多姿的視聽效果。 古希臘 時代就已由飲用水的泉逐漸發(fā)展 成為裝飾性的泉。 近年來，水景的應(yīng)用技術(shù)發(fā)展很快，許多技術(shù)已大量應(yīng)用于實(shí)踐中，水藝景觀已逐漸形成相對獨(dú)立的工程分支，但在工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中系統(tǒng)的指導(dǎo)理論尚不完善。 噴泉是藝術(shù)和技術(shù)的結(jié)合物，建筑藝術(shù)、園林藝術(shù)、美術(shù)以至引伸到人文學(xué)、文學(xué)藝術(shù)、音樂藝術(shù)等都能蘊(yùn)含到噴泉的設(shè)計(jì)、創(chuàng)作中。風(fēng)力和水池大小的關(guān)系，來初擬水池的尺寸。為了節(jié)約銅材，近年來亦使用鑄造尼龍 (幾內(nèi)酰氨 )制造噴頭。以保證噴水的花型。 工作壓力 (kpa):所謂噴頭的工作壓力是指進(jìn)入噴頭前水的壓力。 噴泉造型的選擇 隨著噴頭設(shè)計(jì)的不斷改造與創(chuàng)新，新的噴水姿不斷地豐富。所以在選擇流速時，要綜合考慮，使管道的建造費(fèi)和經(jīng)營費(fèi)這兩個主要經(jīng)濟(jì)因素之和最小，這時的流通叫經(jīng)濟(jì)流速。 局部水頭損失；當(dāng)水流 通過連接件、控制件等時，水流突然變形，由于水流內(nèi)部摩擦而消耗的能量稱局部水頭損失。 在寒冷地區(qū)，為防止冬季凍害，所有管道均應(yīng)有一定坡度，以便在冬季將管內(nèi)的水全部排出。 （二）常用管材 管材的類別繁多，本設(shè)計(jì)噴泉中的管材的選用是根據(jù)已知條件中所提供的管材。在噴泉管路中常用的閥門主要有閘閥、截止閥、逆止閥、電磁閥等。 為了防止附件和設(shè)備上產(chǎn)生噪民應(yīng)選用質(zhì)量良好的配件及器材，安裝管道和器材時應(yīng)采用隊(duì)噪聲的措施。 而閃光照朗和調(diào)光照明是由幾種彩色照明燈組成， 通過閃光或使燈光慢慢地變化亮度，以求適應(yīng)噴泉的色彩變化。照明燈的位置，一般是在水面 下 5— 10 厘米處，在噴嘴的附近，以噴水前端高度的 1/5— 1/4 以上的水標(biāo)作為照射的目標(biāo)；或以噴水下落到水而稍上的部位為照射的目標(biāo)?？芍鄙?，散射。 為了安全，本設(shè)計(jì)的水下燈均使用 12 伏的低壓電源．并在燈泡的外面沒有不銹鋼的保護(hù)罩。 潛水電泵具有以下特點(diǎn)； (一 )體積小、重量輕，所以移動和安裝都很方便； (二 )操作簡瓦因水泵浸在水中，沒有吸水揚(yáng)程，所以在起動前不需灌水，只要接通電源就能出水； (三 )成本低鼠它只需要很短的出水管，沒有吸水管和長的輪水管，不裝底閥和逆止閥，也不需建泵房。由葉輪羅母固定。 （二）電壓損失 導(dǎo)線通過正常計(jì)算電流時產(chǎn)生的電壓損失，應(yīng)小于正常運(yùn)行時的允許電壓損失，以保證供電質(zhì)量（所謂電壓損失就是指線路首末端電壓的代數(shù)差）。如果通過導(dǎo)線的電流超過其允許值時，會使絕緣導(dǎo)線和電纜的溫度升高，加速老化，甚至燒毀。Q250— 64型 , 揚(yáng)程為 6m。計(jì)算其啟動電流倍數(shù)是否滿足要求。電機(jī)所選用的接觸器主觸頭在主電路中，所以主觸頭通斷負(fù)載額定電壓為被控制線路額定電壓 AC380V，線圈在控制回路中線圈電壓取 DC24V。 元件選型后，按元件所在電控柜分類制成元件明細(xì)表如下表 3－ 2 所示： 表 3－ 2 元器件目錄表 代號 名稱 數(shù)量 規(guī)格型號 備注 PLC 可編程控制器 1 CPM1A10CDT 晶體管輸出型 SF1 啟動按鈕 1 LAY37 綠色 SF2 停止按鈕 1 LAY37 紅色 SF SF4 單周期 /循環(huán)按鈕 各 1 LAY37 綠色 1～ 4QA1 低壓斷路器 5 DZ520/6 脫扣電流值為 6A QA15 低壓斷路器 1 DZ520/10 脫扣電流值為10A QA 低壓斷路器 1 DZ550/30 脫扣電流值為30A QA31 低壓斷路器 1 DZ560/60 脫扣電流值為60A 1～ 4QA2 交流接觸器 5 CJ10380/6 線圈電壓 24VDC QA25 交流接觸器 1 CJ10380/10 線圈電壓 24VDC FA1～ 4 熔斷器 5 RL160/25 熔體 25A FA5 熔斷器 1 RL160/40 熔體 40A BB1～ 4 熱繼電器 5 JR166/3 整定值為 6A BB5 熱繼電器 1 JR1610/3 整定值為 10A 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 17 1～ 72EA1 彩燈 72 ABS12V LED顯示，12VDC,3W， 為黃色 1～ 30EA2 彩燈 30 ABS12V LED顯示，12VDC,3W， 為綠色 1～ 14EA3 彩燈 14 ABS12V LED顯示，12VDC,3W， 為蘭色 1～ 24EA4 彩燈 24 ABS12V LED顯示，12VDC,15W， 為白色 M1～ M2 潛水泵 2 潛水泵 (三相交流異步 ) M3～ M4 潛水泵 2 潛水泵 (三相交流異步 ) M5 潛水泵 1 QY25064 潛水泵 (三相交流異步 ) 1號 噴頭 216 KTB117 萬向直流噴頭 2號 噴頭 10 HZB113 花柱噴頭 3號 噴頭 42 KTB115 萬向直流噴頭 4號 噴頭 8 SZB310 中心水柱噴頭 A 電流表 3 42L6A TA 電流互感器 1 BLV 三相電纜 1 BLV3*10 30alIA? 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 18 PLC 控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) PLC 概況和發(fā)展 （一）國外 PLC 發(fā)展概況 PLC 自問世以來，經(jīng)過 40 多年的發(fā)展，在美、德、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國家已成為重要的產(chǎn)業(yè)之一。由于這些控制和監(jiān)視的要求，所以 PLC 發(fā)展成了取代繼電器線路和進(jìn)行順序控制為主的產(chǎn)品。如寶鋼一、二期工程就引進(jìn)了 500 多套，還有咸陽顯象管廠、秦皇島煤碼頭、汽車廠等。日本歐姆龍、三菱、富士、松下等公司產(chǎn)品。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，可編程序控制器將傳 統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)與新興的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，具有可靠性高、功能強(qiáng)、應(yīng)用靈活、編程簡單、使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，以及良好的工業(yè)環(huán)境工作性能和自動控制目標(biāo)實(shí)現(xiàn)性能，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。 在發(fā)達(dá)工業(yè)國家， PLC 已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門。 為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型 PLC 以外，絕大多數(shù) PLC 均采用河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 20 模塊化結(jié)構(gòu)。 由于 PLC強(qiáng)大功能和優(yōu)點(diǎn)，使得 PLC在我國的水工業(yè)自動化中得到廣泛的應(yīng)用。 （一）對輸入 /輸出點(diǎn)的選擇 盲目的選擇點(diǎn)數(shù)多機(jī)型回造成一定的浪費(fèi)。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優(yōu)點(diǎn)，如道統(tǒng)電壓小，有 間隔作用，價格相對便宜，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強(qiáng)，其負(fù)載電壓靈活（可直流、可交流）且電壓等級范圍大等。 對產(chǎn)品定型、工藝過程不變的系統(tǒng)可以選擇離線編程。擴(kuò)展單元內(nèi)只有 I/O和電源等，沒有 CPU。但模塊式具有功能擴(kuò)展靈活，維修方便，容易判斷故障等優(yōu)點(diǎn)，要按實(shí)際需要選擇 PLC 的結(jié)構(gòu)形式。 首先， 1號潛水泵開始工作；計(jì)時 5S以后， 2號潛水泵開始工作； 5S以后，3號潛水泵開始工作； 5S 以后， 4 號潛水泵開始工 作；計(jì)時 5S以后， 4號潛水泵開始都停止工作。 TIM003 5S 計(jì)時到，常閉觸點(diǎn) 10003 斷開，此時， 4 號潛水泵都同時停止工作。常開觸點(diǎn) 10001 閉合，常閉觸點(diǎn) 10000 斷開，使 10001000 10003 同時接通，既 4 號潛水泵開始都同時工作， TIM008 開始計(jì)時。本周期結(jié)束，開始第二周期的動作，如果是單周期的話，系統(tǒng)停止工作。 在噴泉硬件控制設(shè)計(jì)中， PLC 控制系統(tǒng)由可編程控制器、電流互感器、潛水泵組、 電流表以及開關(guān)器件等構(gòu)成。宋娟老師淵博的學(xué)識、敏銳的思維、民主而嚴(yán)緊的作風(fēng)使我受益非淺，并終生難忘。所以我要感 謝所有的任課老師，是您們的教育和培養(yǎng)，才使我學(xué)有所獲。系統(tǒng)采用可編程控制器控制 4 臺潛水泵的啟動、運(yùn)行與停止。在工業(yè)控制中， PLC 作為工業(yè)控制裝置已得到廣泛的應(yīng)用。 TIM009 計(jì)時 5S 后，常閉觸點(diǎn) TIM009 自動斷開， 1 號潛水泵停止工作，此時，常開觸點(diǎn) 10003 閉合，常閉觸點(diǎn) 10000、 1000 10002 同時斷開，使10003 接通，此時， 4號潛水泵開始工作， TIM010 開始計(jì)時。計(jì)時 2S后，常開觸點(diǎn) 10000 閉合，此時， 10000、 1000 1000 10003 接通， 4 號潛水泵開始都同時工作， TIM005開始計(jì)時。 I/O 地址分配 根據(jù)示意圖和控制要求可知：該系統(tǒng)需要 3 個輸入點(diǎn)和 4 個輸出點(diǎn)。輸出的控制點(diǎn)有四個，輸入的控制點(diǎn)有四個，鑒于對 I/O 點(diǎn)的予留量和整個系統(tǒng)更加節(jié)省投資的考慮，所以根據(jù)以上要求選擇的機(jī)型為： OMRON COM1A10CDTD ，即歐姆龍 10 點(diǎn)小型機(jī)晶體管輸出，電源為 DC24V。整體式 PLC 一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴(kuò)展。大、中型機(jī)都有通信功能，目前大部分小型機(jī)也具有通信