【文章內(nèi)容簡介】 置1時，啟動按鈕按下后，4號噴頭噴水，延時2秒，3號噴水，再延時2秒，2號噴水，延時2秒，1號噴水。18秒后，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，噴泉則會繼續(xù)循環(huán)。運(yùn)行流程圖如下圖：4號噴頭噴水，延遲2秒3號噴頭噴水，延遲2秒2號噴頭噴水，延遲2秒1號噴頭噴水，延遲15秒單步停止 連續(xù)圖22 花樣1流程圖 2）花式選擇開關(guān)在位置2時，啟動按鈕按下后，1號噴頭噴水，延時2秒，2號噴水，再延時2秒，3號噴水，延時2秒，4號噴水。20秒后，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，噴泉則會繼續(xù)循環(huán)。運(yùn)行流程圖如下圖：1號 噴頭噴水，延遲2秒2號噴頭噴水，延遲2秒3號噴頭噴水，延遲2秒4號噴頭噴水，延遲30秒單步停止連續(xù)圖23 花樣2流程圖3）花式選擇開關(guān)在位置3時，按下啟動按鈕后，延時3秒，4號同時噴水，3號停止，如此交替運(yùn)行15秒后，四組噴頭全噴水，30秒后，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，噴泉則會繼續(xù)循環(huán)。1號、3號同時噴水并且延遲3秒2號、4號同時噴水，1號、3號停止交替5次1號到4號同時噴水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）花式選擇開關(guān)在位置4時，按下啟動按鈕后，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2秒，依次停止噴水，再經(jīng)1秒延時，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。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，噴泉則會繼續(xù)循環(huán)。運(yùn)行流程圖如下圖：從1號到4號噴水各延時2秒從1號到4號公用噴水30秒從1號到4號各延時1秒停止等待1秒從4號到1號噴水各延時2秒1號到4號共同噴水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，對比了一些設(shè)計的方案,對其中的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較，之后做出了設(shè)計要求的選擇，綜合我們對于噴泉的花樣的設(shè)計要求，將此設(shè)計于其中，這樣可以設(shè)計出美觀的花樣噴泉。 第3章 花樣噴泉的硬件設(shè)計 硬件的選擇 PLC的概述可編程控制器（Programmable Controller）,簡稱PLC。PLC是用于工業(yè)線程的電控制器。PLC源于繼電器控制，但是又基于電子計算機(jī)。它通過運(yùn)行儲存在其內(nèi)存中的程序，把輸入電路的物理過程所得到的輸入信息，轉(zhuǎn)換成所要求的輸出信息，然后通過輸出電路的物理過程來實(shí)現(xiàn)對負(fù)載的控制。PLC所基于的是電子計算機(jī)，并非等同于普通計算機(jī)。普通計算機(jī)進(jìn)行輸入輸出信息交換式，大多只考慮信息的本省，而信息的輸入輸出過程一般不考慮。但是PLC就會考慮信息輸入輸出的可靠性、實(shí)時性，以及信息的實(shí)際使用。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)了控制的兩個基本要點(diǎn)：輸入輸出信息的變換及可靠的物理實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，PLC可以通過它的外部設(shè)備或者通信接口與外界進(jìn)行信息的交換。它的功能要比繼電器控制裝置要多很多，同時強(qiáng)很多。PLC擁有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O接口、通信接口，擁有的大存儲量的內(nèi)存，而他的監(jiān)控系統(tǒng)也相當(dāng)可靠，因而它具有如下基本的功能：（1）邏輯處理的功能。（2）數(shù)據(jù)運(yùn)算的功能；（3）高速計數(shù)的功能；（4）聯(lián)網(wǎng)通信的功能；（5）中斷處理的功能（可以實(shí)現(xiàn)各種內(nèi)外中斷）；（6）準(zhǔn)確定時的功能；（7）程序和數(shù)據(jù)存儲的功能；（8）自檢測和自診斷的功能；PLC的豐富功能，是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無法比擬的，也為PLC提供了廣泛的應(yīng)用，為自動化行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化以及智能化創(chuàng)造了條件。 PLC的選擇方案（1）對于輸入和輸出點(diǎn)的選擇 盲目的選擇輸入輸出點(diǎn)數(shù)過多的機(jī)型會造成浪費(fèi)，所以我們應(yīng)該先弄清系統(tǒng)的I/O總點(diǎn)數(shù)，再根據(jù)我們的實(shí)際需要使用來確定PLC的點(diǎn)數(shù)，選擇點(diǎn)數(shù)時應(yīng)按照實(shí)際所需點(diǎn)數(shù)的15%20%留出備用量，這樣可以為系統(tǒng)的改造留下余地。（2）對I/O響應(yīng)時間的選擇輸入電路的延遲、輸出電路的延遲，當(dāng)然，掃描工作方式也會引起時間的延遲（一般是23個所掃描的周期）等。當(dāng)然，由于一些系統(tǒng)是由開關(guān)量控制的，PLC的響應(yīng)時間正常情況下都不會產(chǎn)生過大的影響，所以PLC對于I/O的響應(yīng)時間的選擇時，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問題了。（3）對于存儲容量的選擇我們需要對用戶存儲容量做出粗略的估算。（4）對于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的價格要比模塊式底，到那時模塊式擁有擴(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)際需來選擇PLC的結(jié)構(gòu)模塊。 在此次設(shè)計中，我們采用了三菱FX2N系列PLC,這種PLC功能強(qiáng)大，控制能力好，同時性價比也比較高。圖31三菱FX2N32MR PLC 水泵的選擇方案水泵的種類可以根據(jù)不同的需要進(jìn)行分類：比如臥式水泵和潛水泵，我們需要根據(jù)水泵的揚(yáng)程、流量、使用的場合以及對比性價比來選擇自己所需要的是泵。根據(jù)本文的設(shè)計要求，我們采用潛水泵，因?yàn)闈撍檬欠胖迷谒碌?，所以不再需要泵房，這樣可以有效降低工程的造價。同時潛水泵具有能耗低、體積小、重量輕、不需要灌引水、使用維護(hù)及管理方便，并且達(dá)到了節(jié)約水資源的目的，具有臥式水泵所不具有的很多優(yōu)點(diǎn)，可以適應(yīng)花樣噴泉的噴水要求。在此次設(shè)計中，我們采用了上海申一水泵制造有限公司生產(chǎn)的QY型油浸式潛水泵。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。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。具有泵電一體，結(jié)構(gòu)緊湊；雙端密封，電器保護(hù)；設(shè)計合理，性能游廊；無需引水，使用簡便等特點(diǎn)。水泵的使用條件是泵水深度不超過5米；水溫不能超過177。40度；PH值也應(yīng)該在59之間，因此，很適合本次設(shè)計的要求。圖32 QY系列油浸式潛水電泵 噴頭的選擇噴泉的噴頭可分為可調(diào)節(jié)直流噴頭、集束噴頭、旋轉(zhuǎn)噴頭、涌泉噴頭等等，種類繁多，而噴出的水型也各不相同。在此次設(shè)計的噴泉中，第4組位于噴泉的中央位置，我們選取能噴出雄壯而且噴射高度高的直上噴頭。直上噴頭是在同一個配水室上安裝多角度直射噴嘴，這樣噴嘴規(guī)格相同時，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，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。這種直流噴頭在各種場合的噴水池中運(yùn)用廣泛，同時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。圖34 可調(diào)直流噴頭實(shí)物圖及安裝簡圖第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，所以我們選擇了樹冰形噴頭。樹冰形噴頭噴水時外觀效果龐大豐滿，粗壯挺拔，抗風(fēng)能力強(qiáng)。噴頭安裝在導(dǎo)流筒上端與水面齊平，噴水時能將池水帶出，形成粗大壯觀的水柱。圖35 樹冰形噴頭實(shí)物圖及安裝簡圖第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。涌泉噴頭也是加氣噴頭的一種，又稱為鼓泡噴頭、珍珠噴頭。噴水時能將氣吸入，使水姿形成充滿空氣的白色水丘，水沫輕濺，古樸靈動。加氣噴托采用射流泵的原理，噴水時將空氣吸入，以少量的水長生豐滿的射流，噴出的水柱呈現(xiàn)白色不透明狀，反光效果好。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，，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。而變頻器，我們選擇了三菱FRS520（S）E型號的變頻調(diào)速器。如下圖，是系統(tǒng)的電動機(jī)與變頻器的連接圖。我們在后面的附錄給出變頻器的接線圖。圖37 系統(tǒng)變頻器與頂級接線圖 電磁閥的選擇電磁閥擁有密閉的腔，在不同的位置開有通孔，每個孔通往不同的水管，腔的