【導(dǎo)讀】物，它集合聲、光、色、形于一體，并產(chǎn)生千變?nèi)f化的水景。多的控制部分需要用可編程控制器來實(shí)現(xiàn)。按事先設(shè)計(jì)好的步驟一步一步進(jìn)行，循環(huán)執(zhí)行。另一種控制方式是通過音。是通過PLC的中斷程序采集播放音樂的音頻信號，PLC對采集。柱的高低跟隨音樂強(qiáng)弱的變化。本次設(shè)計(jì)改善了音樂噴泉系統(tǒng)的控制品質(zhì)，提高了音樂噴泉控制系。音樂噴泉控制系統(tǒng)總電路設(shè)計(jì)及工作原理分析?????????第5章總結(jié)與展望????????

　　

【正文】 控制變頻器的輸出頻率。 1）噴泉水柱控制程序?？刂茋娙乃脝雍?，主水柱、外圈水柱要按事先設(shè)計(jì)好的順序啟動運(yùn)行，運(yùn)行后各水柱根據(jù)音樂的節(jié)奏強(qiáng)弱進(jìn)行 高低變化。 2）燈光啟動程序。噴泉燈光的變化過程，一般是事先設(shè)定好的程序，當(dāng)變頻器得電，輸出正向頻率，水泵電機(jī)啟動即調(diào)用燈光子程序。 音樂控制梯形圖程序如圖 所示。 圖 音樂控制梯形圖程序 鄧世甲：基于 PLC的音樂噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 （ 3）固定運(yùn)行梯形圖程序。固定運(yùn)行梯形圖程序是噴泉不需要用音樂控制時(shí)的另一種控制方式。此時(shí)要停止變頻器和音頻信號的采集，只輸出控制水泵的信號。固定運(yùn)行梯形圖程序如圖 所示。 圖 固定運(yùn)行梯形圖程序 音頻采集和燈光系統(tǒng)的子程序如圖 所示。 圖 音頻采集和燈光系統(tǒng)的子程序 指令表程序轉(zhuǎn)換 指令表語句是一種與計(jì)算機(jī)匯編語言相似的助記符編程方式，用一系2020屆電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 列操作指令組成的語句表將控制流程描述出來，并通過編程器送到 PLC 中去。系統(tǒng)指令表程序如圖 所示。 鄧世甲：基于 PLC的音樂噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 圖 系統(tǒng)指令表程序 2020屆電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 控制程序調(diào)試 （ 1）開機(jī)梯形圖程序的調(diào)試 如圖 為開機(jī)梯形圖程序的調(diào)試。當(dāng) X0 觸點(diǎn)在 10s 內(nèi)未得電，則輔助繼電器 M510 得電，噴泉自動切換為固定程序運(yùn)行方式。 X2 接點(diǎn)得電，則噴泉停止運(yùn)行。 圖 開機(jī)梯形圖程序的調(diào)試 （ 2）燈光系 統(tǒng)梯形圖程序的調(diào)試 如圖 所示為燈光系統(tǒng)梯形圖程序的調(diào)試。 圖 鄧世甲：基于 PLC的音樂噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 （ 3）音樂控制梯形圖程序的調(diào)試 如圖 為音樂控制梯形圖程序的調(diào)試。當(dāng) X0 觸點(diǎn)得電，則輔助繼電器 M500 接通 圖 音樂控制梯形圖程序的調(diào)試 2020屆電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 (4) 固定運(yùn)行梯形圖程序的調(diào)試 如圖 為固定運(yùn)行梯形圖的調(diào)試。當(dāng) X1 觸點(diǎn)得電，則輔助繼電器M510 接通，控制主水柱水泵直接啟動運(yùn)行，延時(shí) 10s 后，外圈水柱水泵啟動運(yùn)行，固定程序一直循環(huán)運(yùn)行。 圖 固定運(yùn)行梯形圖程序的調(diào)試 系統(tǒng)的整體調(diào)試 首先按照控制系統(tǒng)總電路原理圖連接好電路，使 PLC 處于 STOP 模式狀態(tài)，下載設(shè)計(jì)好的 PLC 控制程序，與此同時(shí)根據(jù)預(yù)先給定的變頻器參數(shù)設(shè)定變頻器。開啟交流線路總電源和音樂信號控制部分電源，使 PLC 處于 RUN模式狀態(tài)下，按下 SB1 按鈕，啟動音樂控制程序，變頻器延時(shí) 30s 啟動后，鄧世甲：基于 PLC的音樂噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 同時(shí)開啟音源播放音樂， PLC 模擬量輸入模塊采集音頻信號進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換后，輸入到變頻器模擬量輸入端口，控制變頻器的輸出頻率，從而控制噴泉水柱的高度隨音樂節(jié)奏變化，同時(shí)音樂噴泉燈光系統(tǒng)也開始按預(yù)先設(shè)定好的程序閃爍。當(dāng)按下 SB3 按鈕后，噴泉停止運(yùn)行。 當(dāng)按下 SB2 按鈕后，延時(shí) 10s 后主水柱電機(jī)啟動，運(yùn)行 10s 后外圈水柱電機(jī)啟動運(yùn)行。噴泉按事先設(shè)定好的程序循環(huán)運(yùn)行。當(dāng)按下 SB3按鈕后，噴泉停止運(yùn)行。 本章小節(jié) 本章主要是音樂噴泉控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。首先繪制出程序流程圖，根據(jù)繪制出的流程圖分配 I/O 端口。然后根據(jù)流程圖和 I/O 端口分配表開始利用 GX Works 編程軟件編寫梯形圖程序，梯形圖程序包括音樂控制的梯形圖程序和固定運(yùn)行梯形圖程序兩部分。并且對編寫好的梯形圖程序進(jìn)行仿真調(diào)試。最后對音樂噴泉控制系統(tǒng)進(jìn)行整體調(diào)試。 2020屆電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 第五章 總結(jié)與展望 總結(jié) 音樂噴泉的設(shè)計(jì)涵蓋的專業(yè)非常廣泛，包括音樂分析、噴水、電氣、通訊和自動控制等技術(shù)。所以說音樂噴泉是人們將科技與精神集于一體的產(chǎn)物。 本文是關(guān)于音樂噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該控制系統(tǒng)采用可編程控制器（ PLC）對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，用變頻器實(shí)現(xiàn)噴泉的變頻控制。 PLC 是一種高可靠性的控制裝置，影響 PLC 控制系統(tǒng)可靠性的主要因素是與 PLC 接口的輸入信號元件和輸出執(zhí)行元件，在編程過程中主要是弄清楚輸入輸出元件的元件號以及它們在系統(tǒng)中的作用，變頻器變頻調(diào)速是一種非常高 效的調(diào)速系統(tǒng)，變頻調(diào)速應(yīng)該注意變頻器的參數(shù)設(shè)置等問題。 本論文屬于設(shè)計(jì)開發(fā)型課題，結(jié)合所學(xué)知識，以可編程控制器為基礎(chǔ)，對音樂噴泉基本流程做了詳細(xì)的了解后，對噴泉控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，基于老師指導(dǎo)、自我學(xué)習(xí)、向同學(xué)學(xué)習(xí)，通過學(xué)習(xí)使自身深入地了解電氣控制系統(tǒng)各方面的知識，熟練掌握了 PLC 控制技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)等各方面的理論知識及應(yīng)用。同時(shí)，通過實(shí)踐，提高了自己的分析問題、解決問題及為人處事能力。 展望 本次設(shè)計(jì)為了節(jié)約成本，沒有使用觸摸屏。如果需要使用觸摸屏控制，也可通過觸摸屏與 PLC、變頻器 之間的通信，實(shí)現(xiàn)對噴泉的控制，這樣將會使控制界面更友好，控制更方便。 音樂噴泉控制系統(tǒng)的開發(fā)是多方面的，其中計(jì)算機(jī)智能控制將是主要之一，或者說，智能音樂噴泉將是未來產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。目前音樂噴泉系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)智能控制方面仍然是欠缺的，多數(shù)的噴泉系統(tǒng)是程序控制類型的。該類系統(tǒng)需要通過人工離線的預(yù)編輯程序處理。這不僅工作量很大，鄧世甲：基于 PLC的音樂噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32 而且程序員對音樂中許多內(nèi)容的表現(xiàn)只能進(jìn)行簡化處理，并缺乏準(zhǔn)確性。一些具有實(shí)時(shí)控制功能的音樂噴泉系統(tǒng)也是處于初級階段。這當(dāng)中主要是以音量這一要素進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，并存在許多問題。例如，音樂與噴泉和 諧、同步的控制問題。對于某些曲子和某些樂器的旋律，該系統(tǒng)表現(xiàn)力平淡，給人以不暢快的感覺等。目前還沒有看到綜合音樂中音量、音色、節(jié)拍、及旋律而實(shí)現(xiàn)音樂表現(xiàn)力的智能控制系統(tǒng)。應(yīng)該說這一研究是極具難度的。這里不僅是包含了音樂信號的處理，同時(shí)它還體現(xiàn)了藝術(shù)的再創(chuàng)造。由此看來，“智能音樂噴泉系統(tǒng)”的研究與開發(fā)是一項(xiàng)長期的工作。可以認(rèn)為，智能化音樂噴泉系統(tǒng)的研究與開發(fā)具有較大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。 2020屆電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 致謝 在論文即將完成之際，也意味著我的學(xué)業(yè)即將結(jié)束，在這一刻，我感到很興奮，從論文的開 始到順利結(jié)束，有許多受人尊敬的老師、親愛的同學(xué)們、朋友們給了我很多幫助，請接受我誠摯的感謝！ 首先，我要感謝指導(dǎo)老師常老師！常老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，有豐富的學(xué)識，待人熱情，平易近人，所以，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我們有任何問題，都會大膽地向老師提出，常老師總是及時(shí)、耐心的幫助與回答。在提出問題、數(shù)據(jù)查找、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、論文寫作過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)，常老師都給予了指導(dǎo)和幫助。我在這里向常老師表示衷心的感謝。 同時(shí)我還要感謝學(xué)校里所有的老師和部門領(lǐng)導(dǎo)，在這四年來感謝他們對我學(xué)習(xí)和生活上的關(guān)心和支持，他們不僅教我知識，還教我做事的原 則，這些使我在設(shè)計(jì)過程中擁有一個(gè)良好的心態(tài)，使我的大學(xué)生活豐富多彩。 最后，我再次對所有幫助過我，關(guān)心和支持我的家人、老師、同學(xué)、朋友們致以崇高的敬意！謝謝 鄧世甲：基于 PLC的音樂噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 34 參考文獻(xiàn) [1] 林濤，楊慶斌，等 . 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