【正文】 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、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)設計 34 參考文獻 [1] 林濤，楊慶斌，等 . PLC 在音樂噴泉控制系統(tǒng)中的應用 [J]. 青島大學學報， 2020，（ 4）： 2728. [2] 潘禮慶 . PLC 在大型音樂噴泉實時控制系統(tǒng)中的設計與應用 [J]. 工業(yè)控制計算機， 2020，（ 6）： 8687. [3] 梁廣瑞 . 基于工業(yè) PC 的音樂噴泉控制系統(tǒng)的研究 [D]. 廣西大學，2020. [4] 王春潔 . 音樂噴泉系統(tǒng)的設計與實施 [D]. 北京郵電大學， 2020. [5] 蒲珊珊 . 基于 8751 單片機的音樂噴泉控制系統(tǒng)設計 [J]. 電氣技術(shù)與自動化， 20200612（ 2） . [6] 于美榮 . 基于 PLC的校園音樂噴泉及水工系統(tǒng)的設計 [J]. 大連大學學報， 2020，（ 6）： 5758. [7] 閆虎民，張永飛 . PLC 控制系統(tǒng)中模擬量采集的數(shù)字濾波算法研究 [J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新， 2020，（ 4）： 136137. [8] NFX1 系列微型 可編程控制器使用手冊 .三菱電機自動化（上海）有限公司 . [9] 宣旭初 . 基于 PLC和變頻器的印染設備電氣控制系統(tǒng)的設計和應用 [D].浙江大學， 2020. [10] 三菱通用變頻器 F700 系列使用手冊 . 三菱電機自動化（上海）有限公司 . [11] Hoske, Mark T. Choose the right programming language [J]. Control Engineering； (7):52. [12] 周定頤 . 電機及電力拖動 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 2020. [13] 唐修波 . 變頻技術(shù)及應用 [M]. 北京：中國勞動社會保障出版社，2020. [14] 張建會 . 變頻器功能參數(shù)的調(diào)試方法 [J]. 機床電器， 2020，（ 2） 2020屆電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 35 [15] 高波 . 基于 PC的音樂噴泉控制系統(tǒng)的設計 [A]. 2020， 2244. [16] 童克波 .音樂噴泉電氣控制系統(tǒng)的設計與實施 [A]. 2020, 3233. [17] 陳元勇 . PLC 控制電機變頻調(diào)速試驗系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) [D]. 山東大學， 2020. 。我在這里向常老師表示衷心的感謝。 2020屆電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 33 致謝 在論文即將完成之際，也意味著我的學業(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，我要感謝指導老師常老師！常老師治學嚴謹，有豐富的學識，待人熱情，平易近人，所以，在畢業(yè)設計的過程中，我們有任何問題，都會大膽地向老師提出，常老師總是及時、耐心的幫助與回答。由此看來，“智能音樂噴泉系統(tǒng)”的研究與開發(fā)是一項長期的工作。應該說這一研究是極具難度的。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。這當中主要是以音量這一要素進行實時控制，并存在許多問題。這不僅工作量很大，鄧世甲：基于 PLC的音樂噴泉控制系統(tǒng)設計 32 而且程序員對音樂中許多內(nèi)容的表現(xiàn)只能進行簡化處理，并缺乏準確性。目前音樂噴泉系統(tǒng)在計算機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。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。同時，通過實踐，提高了自己的分析問題、解決問題及為人處事能力。 本論文屬于設計開發(fā)型課題，結(jié)合所學知識，以可編程控制器為基礎，對音樂噴泉基本流程做了詳細的了解后，對噴泉控制系統(tǒng)進行設計。 本文是關(guān)于音樂噴泉控制系統(tǒng)的設計，該控制系統(tǒng)采用可編程控制器（ PLC）對整個系統(tǒng)進行控制，用變頻器實現(xiàn)噴泉的變頻控制。 2020屆電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 31 第五章 總結(jié)與展望 總結(jié) 音樂噴泉的設計涵蓋的專業(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)。并且對編寫好的梯形圖程序進行仿真調(diào)試。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。當按下 SB3按鈕后，噴泉停止運行。 當按下 SB2 按鈕后，延時 10s 后主水柱電機啟動，運行 10s 后外圈水柱電機啟動運行。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 30s 啟動后，鄧世甲：基于 PLC的音樂噴泉控制系統(tǒng)設計 30 同時開啟音源播放音樂， PLC 模擬量輸入模塊采集音頻信號進行 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，同時音樂噴泉燈光系統(tǒng)也開始按預先設定好的程序閃爍。當 X1 觸點得電，則輔助繼電器M510 接通，控制主水柱水泵直接啟動運行，延時 10s 后，外圈水柱水泵啟動運行，固定程序一直循環(huán)運行。 圖 鄧世甲：基于 PLC的音樂噴泉控制系統(tǒng)設計 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。 X2 接點得電，則噴泉停止運行。 鄧世甲：基于 PLC的音樂噴泉控制系統(tǒng)設計 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)設計（論文） 27 控制程序調(diào)試 （ 1）開機梯形圖程序的調(diào)試 如圖 為開機梯形圖程序的調(diào)試。 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算機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)設計（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。固定運行梯形圖程序如圖 所示。固定運行梯形圖程序是噴泉不需要用音樂控制時的另一種控制方式。 音樂控制梯形圖程序如圖 所示。 2）燈光啟動程序。 1）噴泉水柱控制程序。 （ 2）音樂控制程序。開機程序梯形圖如圖 所示 。開機梯形圖程序是一個選擇性程序，要么是音樂控制的噴泉，要么是固定方式運行的噴泉，二者選擇一種運行方式。 音樂噴泉控制系統(tǒng) I/O 端口分配表如表 所示。其程序流程圖如圖 所示。 鄧世甲：基于 PLC的音樂噴泉控制系統(tǒng)設計 20 2020屆電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 21 第 4 章 音樂噴泉控制系統(tǒng)軟件設計 系統(tǒng)程序流程圖 PLC 的程序設計主要有經(jīng)驗法、順序功能圖設計法、邏輯流程圖設計法[15]。然后對 PLC 的特點、變頻調(diào)速原理以及 FRF740 型變頻器的端子分配、變頻器基本操作面板 進行了介紹，對 FRF740 型變頻器參數(shù)進行設置。 本章小結(jié) 本章主要是音樂噴泉控制系統(tǒng)的硬件設計。 3）燈光控制部分。變頻器只在音樂控制時啟動。當噴泉不使用音樂進行控制時，可按下 SB2 按鈕，PLC 運行固定程序，噴泉按事先設計好的程序運行。當需要使用音樂噴泉時，此時可按下 SB1 按鈕， PLC的 模擬量輸入輸出模塊將采集播放音樂的音頻強度，將其進行 A/D 轉(zhuǎn)換，2020屆電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 19 比較運算，然后將結(jié)果輸出到變頻器的模擬量輸入端口的 5端，控制變頻器的輸出頻率，從而控制水泵的轉(zhuǎn)速，達到控制噴泉水柱高度的目的。一部分是固定程序運行；另一部分是音樂控制部分。 音樂噴泉控制系統(tǒng)總電路設計及工作原理分析 （ 1）控制系統(tǒng)總電路設計：該控制系統(tǒng)的核心設備為可編程控制器（ PLC）、鄧世甲：基于 PLC的音樂噴泉控制系統(tǒng)設計 18 模擬量輸入輸出模塊、 FRF740 變頻器，其控制系統(tǒng)總電路原理圖如圖 所示。 FRF740 變頻器的參數(shù)設置如表 所示： 表 FRF740變頻器的參數(shù)設置 [10] 參數(shù) 設定值 說明 1 顯示用戶參數(shù)組中登記的參數(shù) 0 設定頻率為 50HZ 1 設定為變轉(zhuǎn)矩負載 380 設定電動機的額定電壓為 380V 15 設定電動機的額定電流為 15A 50 設定電動機的額定頻率為 50HZ 設定電動機的額定功率為 2 設定由端子控制變頻器的運行 1 頻率由模擬量輸入設定 50 電機運行的上限頻率 20 電機運行的下限頻率 5 電機啟動時間 5 電機制動時間 3 設置端子 4與端子 5接通時電機正轉(zhuǎn)，斷開停止 1 不允許反轉(zhuǎn) 在基本操作板上設置好上述參數(shù)后，可以運行變頻器。 U 1定 子 相 電 壓1 nUabf1 n頻 率f10 圖 恒壓頻比控制方式 2020屆電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 15 變頻器參數(shù)設置 （ 1）三菱 FRF740 變頻器介紹 1）如圖 為三菱 FRF740 變頻器端子接線圖 [10]。帶定子壓降補償?shù)暮銐侯l比控制特性為 b 線，無補償為 a 線。 低頻時， U1 和 E1 都較小，定子阻抗壓降所占的份量都比較顯著