【正文】 圖2 花樣噴泉的控制原理圖三、噴泉的簡介噴泉的種類 （1）普通噴泉 普通噴泉是由電源開關的開閉來控制噴泉的運行，此種噴泉的水型較單一簡單。 （2）程控噴泉 程控噴泉是先將各種水型按照設計所需要的要求進行排列組合，再根據要求進行控制程序的設計，并通過計算機發(fā)出控制信號，使噴泉按照設計要求噴出各種水型。（3）音樂噴泉音樂噴泉是在程控噴泉的基礎上加入了音樂控制系統(tǒng)，計算機通過音頻信號的識別進行譯碼和編碼，最終將信號輸出至控制系統(tǒng)，使噴泉的造型與音樂同步。 噴泉的應用 隨著國民經濟的恢復和發(fā)展，人民生活水平的提高，人們不斷追求高質量的文化生活和環(huán)境美，使得噴泉越來越受到人們的喜愛。 在城市中我們可以看到大型群眾集會的廣場噴泉和城市主題雕塑噴泉，在商業(yè)廣場、購物中心以及旅游景點可以看到大型激光彩色音樂噴泉，在河、湖自然水面上可以看到噴水高度超過百米的高水柱噴泉，甚至在商場內、酒樓里也可以看到小巧、別致的噴泉。隨著人們對噴泉的造景功能、娛樂功能、環(huán)保功能認識的提高，噴泉的得到了更多的應用。四、可編程控制器介紹可編程控制器屬于存儲程序控制方式，其控制功能是通過存放在存儲器內的程序來實現(xiàn)的，若要對控制功能做必要的修改，只需改變軟件指令即可，實現(xiàn)了硬件控制的軟件化。其主要特點為:PLC軟件簡單易學 PLC采用的易學易懂的梯形圖語言，是以計算機軟件技術構成人們慣用的繼電器模型，形成的一套獨具風格的一繼電器梯形圖為基礎的形象編程語言。使用和維護方便（1）硬件配置方便 PLC的硬件都是專門生產廠家按一定標準和規(guī)格生產的，按實際需要配置PLC時，所需硬件均可在市場上買到。（2）安裝方便 PLC內部不需要接線和焊接，只要進行外部接線和程序編寫就可以了，當生產工藝發(fā)生改變時，只要修改控制程序即可。（3）使用方便 PLC內部各類等效繼電器的接點使用不受次數限制。使用時，只需考慮輸入輸出點個數即可。（4）維護方便 PLC配有許多監(jiān)視提示信號，能動態(tài)的監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，檢查出自生的故障。運行穩(wěn)定可靠PLC是專為工業(yè)控制設計的，在設計和制造過程中，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)境下與強電設備一起工作，運行的穩(wěn)定性和可靠性較高。設計施工周期短使用PLC完成一項控制工程，在系統(tǒng)設計完成以后，現(xiàn)場施工和PLC程序設計可同時進行，周期短，而且程序的調試和修改都很方便。五、 系統(tǒng)硬件的設計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，型號為FX1S30MR。此系列的PLC體積小，重量輕，使用壽命長，編程和維護方便，故障率低，通過擴展模塊的連接，可以增加輸入/輸出的點數。本次花樣噴泉系統(tǒng)共6個輸入，11個輸出。（1）、三菱PLC的工作原理 可編程控制器屬于工業(yè)控制計算機，它的工作原理是建立在計算機工作原理基礎上的，通過執(zhí)行反映控制器要求的用戶程序來實現(xiàn)。執(zhí)行用戶程序時，需要各種現(xiàn)場信息，如果這些現(xiàn)場洗洗（例如按鈕SB接通或斷開狀態(tài)）已送到PLC的出入端口，PLC將采集所有輸入信號并存放到輸入映象寄存器中，執(zhí)行用戶程序時需要輸入狀態(tài)均在映象寄存器中取用。同樣PLC對外部的輸出控制也是先把CPU執(zhí)行用戶程序后的輸出結果存放在輸出映象寄存器中，等執(zhí)行完用戶程序后，將所有輸出結果一次性的想輸出端口或輸出模塊輸出，使輸出設備部件動作。PLC的工作過程是一個不斷循環(huán)掃描的過程。CPU從第一條指令開始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序直到用戶程序借宿，然后返回第一條指令開始新的一輪掃描，當PLC處于正常運行時，PLC會不斷循環(huán)掃描地工作下去，其工作過程示意圖與3所示。每一次掃描過程有輸入采樣，程序執(zhí)行和輸出刷新3個階段。（2）、采用PLC控制花樣噴泉的優(yōu)點1）、PLC軟接線，只需改變控制程序就可以輕易改變邏輯或增加功能。2）、PLC串行工作，不受制約。3）、PLC通過半導體來控制，速度很快，無觸點，故而無抖動一說。 4）、PLC時鐘脈沖由晶振產生，精度高，定時范圍寬，有計數功能。 5）、PLC無觸點，壽命長，具有自我診斷功能，對程序執(zhí)行的監(jiān)護功能，現(xiàn)場調試和維護方便。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系列的變頻調速器。此變頻器簡單易用；功率范圍：～ (三相200V FRS520E系列)，～ (單相220V FRS520SE系列)；自動轉矩提升，實現(xiàn)5Hz時150%轉矩輸出；數字式撥盤，設定簡單快捷；柔性PWM，實現(xiàn)更低噪音運行；15段速，PID，4～20mA輸入和漏源型轉換等多功能，內置獨立RS485通訊口。水泵的選型。此泵結構緊湊，無需引水、使用簡便，雙端密封、電氣保護，設計合理、性能優(yōu)良，經久耐用，性能可靠。適用于音樂噴泉等場合對電機頻繁啟動的要求。葉輪具有防松裝置，不怕反轉。六、系統(tǒng)軟件的設計花樣噴泉的工作過程分析（1）、按下啟動按鈕，開始運行。（2）、按下位置開關１，運行第一種花樣。（3）、按下位置開關３，運行第三種花樣。PLC的I/O分配表如圖3所示：輸入輸出X0啟動Y11號噴水管X1停止Y22號噴水管X2花樣一Y33號噴水管X3花樣二Y44號噴水管X4花樣三Y5低速Y6高速Y7正轉圖3 I/O分配表 如圖4所示PLC的接線圖圖4如圖5所示流程圖：圖5花樣噴泉的控制系統(tǒng)的程序設計程序解析按下啟動按鈕X0系統(tǒng)啟動。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。七、總結本文所設計的是用可編程控制器PLC及變頻器控制的簡易花樣噴泉。本設計主要以三菱PLC為主，有三種噴水花樣可供選擇，變頻器可調節(jié)噴泉的高度。本設計控制方便、經濟運行，主要適用于中型小區(qū)、學校等地方。本文簡單的完成了設計，在實際操控中變頻器可以得到更多的使用。在一些大型廣場使用時可以根據不同的要求增加軟硬件，實現(xiàn)程控噴泉到音樂噴泉的轉換，達到更高層次的美觀，使視覺與聽覺同時享受科技的魅力。本設計在老師的精心指導下最終順利完成。在此，我向老師表示衷心的感謝，同時還要感謝這3年來教過我的每一位老師，是你們教會了我這些專業(yè)知識，使我有能力完成本次設計，并為今后的工作打下了堅實的基礎。對于本次的設計論文，我從思想上高度重視，先通過查閱各方面的資料，有了初步的設計思路，然后在設計中不斷地融入自己的想法，是本次設計更加完善。最后再次感謝各位老師。由于本文是初次設計，有所不足，有不完善之處敬請各位老師多提寶貴意見，使我能更好的改進。八、參考文獻（1）《可編程序控制器及其應用》 中國勞動保障出版社 （2） 《可編程序控制器應用技術》 重慶大學出版社（3） 《變頻技術及應用》 中國勞動社會保障出版社 機械制造與自動化畢業(yè)論文院校： 西華大學繼續(xù)教育學院題目：PLC控制的花樣噴泉的設計班級：機械制造與自動化11班姓名：王梁22