【正文】 參考文獻(xiàn)[1].[M].:108110[2].秦春斌，（三菱FX2N系列）[M].:198207[3].、競(jìng)賽與工程實(shí)踐[M].:225227[4].[M].:2845[5].[M].重慶：:4652. [6].張路,[J]。設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的各種花樣的PLC程序圖，這也是現(xiàn)在使用PLC與單片機(jī)最大的不同，我們?cè)谄渲刑峁┝撕芏嗖僮髟谄渲?，大大提高了花樣噴泉的方便性?編程軟件的使用我們采用了三菱PLC最為常見(jiàn)的編程軟件三菱PLC編程軟件(GX Developer)進(jìn)行編程,在校期間，我們學(xué)習(xí)了這款軟件的使用，基本掌握了對(duì)本軟件的使用，這款軟件適用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可編程控制器，他不光可以編寫(xiě)梯形圖和指令表，還能進(jìn)行所需要的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)定，也可以對(duì)程序進(jìn)行線上的監(jiān)控和更改，以及調(diào)試，同時(shí)他還能完成SFC、ST和FB語(yǔ)言程序的設(shè)計(jì)和編寫(xiě)。匯點(diǎn)式的開(kāi)關(guān)量輸入模塊在價(jià)格上要比分組式的便宜，在不需要分離的信號(hào)輸入信號(hào)時(shí)，選用匯點(diǎn)式輸入顯然更合適。圖中分別是花樣選擇開(kāi)關(guān)、啟動(dòng)開(kāi)關(guān)以及停止開(kāi)關(guān)、單步與連續(xù)的選擇開(kāi)關(guān)、電源指示燈。圖34 可調(diào)直流噴頭實(shí)物圖及安裝簡(jiǎn)圖第2組位于噴泉的第三層，要求噴頭比第3組噴頭噴射高度略低，比第1組略高，所以噴射的水柱比第3組噴射的水柱略粗壯，挺拔，所以我們選擇了樹(shù)冰形噴頭。（4）對(duì)于PLC結(jié)構(gòu)形式的選擇在相同功能和相同I/O點(diǎn)數(shù)的情況之下，整體式的PLC的價(jià)格要比模塊式底，到那時(shí)模塊式擁有擴(kuò)展靈活、維修方便和容易判斷故障燈優(yōu)點(diǎn)，所以我們要按照實(shí)際需來(lái)選擇PLC的結(jié)構(gòu)模塊。 第3章 花樣噴泉的硬件設(shè)計(jì) 硬件的選擇 PLC的概述可編程控制器（Programmable Controller）,簡(jiǎn)稱PLC。一個(gè)完整的噴泉控制系統(tǒng)我們需要配電屏、水泵、變頻器、音響以及燈光等等，總裝機(jī)容量一般會(huì)達(dá)到數(shù)千kW，但是噴泉系統(tǒng)的工作是間歇變化的，所以極短時(shí)間的電壓干擾和波動(dòng)會(huì)比我們想象中嚴(yán)重的多，而最為明顯的將是變頻器所控制的水泵電機(jī)，它的高頻電流變化將產(chǎn)生巨大的影響，所以我們?cè)谝魳?lè)噴泉的控制系統(tǒng)中采用的工作方式是上位機(jī)和下位機(jī)。三菱FX2N系列PLC具有小型、高速、高性能和方便等特點(diǎn)，相當(dāng)于所有最高等級(jí)的FX系列超小型程序裝置。第二種現(xiàn)在則廣泛應(yīng)用與建筑領(lǐng)域，發(fā)展速度快，總類(lèi)也變得更加的繁多，比如程控噴泉、旱地噴泉、光亮噴泉、跑動(dòng)噴泉、趣味噴泉、激光水幕噴泉、超高噴泉等。水景噴泉專(zhuān)業(yè)委員會(huì)于2001年由中國(guó)給水排水設(shè)備分會(huì)和中國(guó)建筑結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)共同成立，行業(yè)組織為所有的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家以及公司和那些城市園林的主管部門(mén)和設(shè)計(jì)院所提供最大的幫助。得益于可編程控制器（Programmable Logic Controller,簡(jiǎn)稱PLC）在我國(guó)的迅速發(fā)展，使得對(duì)花樣噴泉的控制要求也越來(lái)越高，這樣使得越來(lái)越多的控制部分需要可編程控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。噴泉的迅速發(fā)展響應(yīng)了市場(chǎng)對(duì)于噴泉的強(qiáng)大需要，這時(shí)候的噴泉不光出現(xiàn)在公園里面、也不在是園林和市場(chǎng)中心設(shè)計(jì)的專(zhuān)利，在人們的各個(gè)社會(huì)活動(dòng)場(chǎng)所都得到了延生。 （4）節(jié)能、節(jié)水和環(huán)保還需要優(yōu)化，所有的設(shè)計(jì)建設(shè)必須考慮到這些方面影響。PLC的優(yōu)點(diǎn)很多，比如：簡(jiǎn)單易學(xué)的編程方法；功能強(qiáng)、性價(jià)比高；硬件配套齊全、用戶使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)；可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少；維修工作量低、維修方便；體積小、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。音樂(lè)噴泉的原理是利用從電腦聲卡中采集出來(lái)的音樂(lè)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(guò)來(lái)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。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) 運(yùn)行流程圖如下圖：圖23 花樣3流程圖 4）花式選擇開(kāi)關(guān)在位置4時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后，按照1234的順序，一次間隔2秒噴水，然后一起噴水，30秒后按照1234的順序，分別延時(shí)2秒，依次停止噴水，再經(jīng)1秒延時(shí)，按照4321的順序，依次間隔2秒噴水，然后一起噴水，30秒后停止。（2）對(duì)I/O響應(yīng)時(shí)間的選擇輸入電路的延遲、輸出電路的延遲，當(dāng)然，掃描工作方式也會(huì)引起時(shí)間的延遲（一般是23個(gè)所掃描的周期）等。直上噴頭是在同一個(gè)配水室上安裝多角度直射噴嘴，這樣噴嘴規(guī)格相同時(shí)，噴出的水姿雄壯筆直、粗狂美觀；這樣噴嘴規(guī)格不完全相同時(shí)，大小噴嘴布設(shè)得當(dāng)，噴出的水姿粗壯有力、層次分明、主題突出、是大型噴泉中心必備的主要噴頭，這樣的噴頭也被稱為中心噴頭，可調(diào)節(jié)射流的方向。圖38 水用電磁閥 接觸器和固態(tài)繼電器的選擇花樣噴泉需要用到水泵、電磁閥等器件，PLC按照程序?qū)@些器件進(jìn)行控制現(xiàn)噴泉的不花樣的控制和轉(zhuǎn)換，PLC的多點(diǎn)控制回路圖如下圖：PLC固態(tài)繼電器交流繼電器圖39 PLC多點(diǎn)控制回路采用可編程控制器PLC控制，通過(guò)程序軟件發(fā)出的控制指令信號(hào)，以控制相應(yīng)的“固態(tài)繼電器”，從而使電磁閥、水泵按照預(yù)先編制好的花樣來(lái)動(dòng)作，以達(dá)到噴泉控制的要求。（2）輸入接線方式分組式和匯點(diǎn)式是開(kāi)關(guān)量輸入模塊的兩種主要接線方式。 系統(tǒng)I/O的分配表表41 花樣噴泉系統(tǒng)I/O分配表輸入點(diǎn)X000啟動(dòng)（SB 0）X001停止（SB 1）X002單步（SB 2）連續(xù)循環(huán)（SB 3）X003花樣1檔（SB 4）X004花樣2檔（SB 5）X005花樣3檔（SB 6）X006花樣4檔（SB 7）輸出點(diǎn)Y0001號(hào)噴頭（KM 1）Y0012號(hào)噴頭（KM 2）Y0023號(hào)噴頭（KM 3）Y0034號(hào)噴頭（KM 4） PLC的外部接線圖 圖42 三菱FX2N32MR的外部接線圖 音樂(lè)控制部分在此次設(shè)計(jì)中，我們對(duì)花樣噴泉進(jìn)行優(yōu)化，加入了音樂(lè)的元素，將花樣噴泉與音樂(lè)相結(jié)合，做成音樂(lè)花樣噴泉。即使以后我們需要改變噴水的花樣，我們只需要重寫(xiě)編寫(xiě)子程序，這樣就可以改變噴水花樣。這是一篇設(shè)計(jì)型的研究課題，我們結(jié)合所學(xué)知識(shí)，以PLC為控制基礎(chǔ)，詳細(xì)了解了音樂(lè)噴泉的基本流程，之后對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制進(jìn)行設(shè)計(jì)。在您的悉心教導(dǎo)之下，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于順利完成。用戶在MCGS組態(tài)環(huán)境中，第一部我們需要完成動(dòng)畫(huà)的設(shè)計(jì)、之后我們就要進(jìn)行設(shè)備的連接、編寫(xiě)控制流程以及制定工程打印報(bào)表等一系列完整的組態(tài)工作，完成后就可以與MCGS運(yùn)行環(huán)境相連，構(gòu)成了一個(gè)完成的用戶所需要的應(yīng)用系統(tǒng)，我們稱之為“工程”。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。（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(lèi)型PLC的說(shuō)明書(shū)進(jìn)行設(shè)定。 第4章 花樣噴泉系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)選擇單步運(yùn)行選擇連續(xù)運(yùn)行按下花樣選擇開(kāi)關(guān)花樣1花樣2花樣3花樣4水泵進(jìn)入工作狀態(tài)系統(tǒng)按設(shè)定程序運(yùn)行結(jié)束按下結(jié)束開(kāi)關(guān)開(kāi)始 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。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碌模圆辉傩枰梅?，這樣可以有效降低工程的造價(jià)。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。 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。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。 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。對(duì)花樣噴水