【正文】 FX 系列 PLC 編程手冊［ Z］ .1999 ［ 8］李勝多，張還編著，可編程序控制器原理及邏輯控制，中國電子出版社， 2020 ［ 9］陳在平，趙相賓主編，可編程控制器（ PLC）系統(tǒng)設(shè)計(jì)，電子工業(yè)出版社， 2020 ［ 10］李發(fā)海，朱東起。 ［ 4］殷培峰 .基于 PLC 噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［ J］ .蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) 2020， 6 ［ 5］孫康嶺 .電氣控制與 PLC 應(yīng)用［ M］。 PLC 在花式噴泉中的應(yīng)用［ J］漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)（綜合版） .2020 ［ 2］廖常初 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù)（第四版） .重慶大學(xué)出版社 .2020 ［ 3］張玉華 陳金艷 賈玉芬。 此外，我要感謝我們的指導(dǎo)老師！感謝他們在這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程 中對我們的種種幫助和支持。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對材料的不了解等等。同時(shí)，仍有很多課題需要后輩去努力去完善。當(dāng)噴泉的功能增加時(shí)，只需增加相應(yīng)程序以及輸出的功能，要改動(dòng)的地方也較少，調(diào)試結(jié)果表明，在適應(yīng)性、靈活性、精確性和可靠性方面，都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，表明該設(shè)計(jì)方案是可行的。每個(gè)模塊調(diào)試成功，在編譯 連接程序，進(jìn)行整個(gè)程序調(diào)試運(yùn)行。 軟件調(diào)試 將程序?qū)懭胗?jì)算機(jī)，看其是否能完成預(yù)定的功能，如能測試通過；否則，修改并反復(fù)測試知道通過。確認(rèn)沒有問題后，基本可以確認(rèn)硬件沒有什么大問題，接著通電進(jìn)行整機(jī)調(diào)式，看看工作的狀態(tài)是否與你理解的一樣。先調(diào)電源，電源沒有問題了，再往下調(diào)。 首先拿到打樣的 PCB 板時(shí)，不急著焊元件，檢查下 PCB，有時(shí)候 PCB 本身就短路或開路，特別是電源部分， 其次調(diào)試時(shí)最好是一步步來（不要一次把所有元件全焊上），焊一部份調(diào)一部份。 （體）是 否起振，注意晶體的輸出幅值比較小，晶振則和其電壓相差不大 3. 用無水酒精把板子擦洗一遍，應(yīng)為在調(diào)試的過程中某些管腳總會(huì)搞進(jìn)點(diǎn)污穢，引起短路，這個(gè)方法解決了我碰到過的大約 40%左右的板子突然罷工。 3. 焊上主控制器芯片（微處理器），及其相關(guān)最小外圍電路， jtag 調(diào)試， 口， ram， rom，就是先讓最小系統(tǒng)跑起來。 系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng)流程圖 噴泉控制系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)程序 （ 附錄 一 ） 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 28 第六章 調(diào)試過程 硬件調(diào)試 PCB 裸板時(shí)，檢查加工的怎么樣，測量一下電源地有沒有短路的。梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開關(guān)量邏輯控制。 當(dāng) KA6 接通→ X12 動(dòng)作→ Y2 和 Y3 動(dòng)作→ RM 和 RH 接通→系統(tǒng)以第六檔速運(yùn)行。這樣，噴泉在音樂和程序的控制下，各式各樣的水下燈閃爍、變 幻，以及各種水型的起伏呼應(yīng)，這樣就為音樂噴泉增加觀賞性和無限的藝術(shù)美感。當(dāng) KA6 斷開時(shí)，第三臺(tái)水泵隨第一、二臺(tái)水泵繼續(xù)工作，但第三組彩燈停止工作。當(dāng) KA4 斷開時(shí)， 第二臺(tái)水泵隨第一臺(tái)水泵繼續(xù)工作，但第二組彩燈停止工作。當(dāng)音樂響起時(shí)， KA1 閉合后，外圈的噴嘴開始噴水以及第一組彩燈開始閃爍。 圖 4— 1 音樂噴泉的圖案是三個(gè)圓圈，分外、中、內(nèi)三個(gè)圈，外圈由第一臺(tái)水泵控制，中圈由第二臺(tái)水泵控制，內(nèi)圈由第三臺(tái)水泵控制。本研究中使用中斷來處理數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)控制。此外，此板還帶有 5 個(gè) 12位分辯率的模擬輸出通道，可插入計(jì)算機(jī)擴(kuò)展槽，直接與 PC 總線交換數(shù)據(jù)。其性能達(dá)到 177。音頻輸入、輸出信號(hào)和變壓控制信號(hào)經(jīng)過 A/D， D/A 數(shù)據(jù)板進(jìn)出計(jì)算機(jī)。我選用的是 FRS520（ E）系列變頻調(diào)速器。 對于一些特殊的應(yīng)用場合，如高溫，高海拔，此時(shí)會(huì)引起變頻器的降容，變頻器的容量要放大一檔。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機(jī)的選型。 ：這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或又減速裝置時(shí)有可能發(fā)生。 ：普通的離心泵，變頻器的額定電流與電動(dòng)機(jī)的額定電流相符。如葉片泵或容積泵等，特別注意負(fù)載的性能曲線，性能曲線決定了應(yīng) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 用時(shí)的方式方法。 變頻器選型時(shí)要確定以下幾點(diǎn)： （ 1）采用變頻的目的：恒壓控制或恒流控制等。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交 —— 直 —— 交方式（ VVVF 變頻或矢量控制變頻），先把貢品交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。為了提高效率，所以在本設(shè)計(jì)中用到變頻器。 變頻調(diào)速技術(shù)是針對固定工頻而采取的高效節(jié)能措施，工頻（ 50Hz）是發(fā)電的最佳頻率，但它并非是所有用電設(shè)備的最佳工作頻率，因而導(dǎo)致許多設(shè)備長期處于低頻率、低功率 引述運(yùn)行狀態(tài)。本研究中使用中斷來處理數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)控制。此外，此板還帶有 5個(gè) 12 位分辯率的模擬輸出通道，可插入計(jì)算機(jī)擴(kuò)展槽，直接與 PC 總線交換數(shù)據(jù)。其性能達(dá)到 177。音頻輸入、輸出信號(hào)和變壓控制信號(hào)經(jīng)過 A/D， D/A 數(shù)據(jù)板進(jìn)出計(jì)算機(jī)。 (2) 變頻器 跳保護(hù)問題 噴泉水泵需隨音頻信號(hào)的強(qiáng)弱隨時(shí)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，這就要求 變頻器 響應(yīng)速度快，在 系統(tǒng) 調(diào)試時(shí)應(yīng)注意 變頻器 選型及參數(shù)調(diào)節(jié)，一般情況一臺(tái)音樂噴泉 變頻器 要求 控制 多臺(tái)水泵，在選用時(shí)首先應(yīng)保證 變頻器 的功能大于水泵功能總和，并至少預(yù)留 10%的余量，在 變頻器 參數(shù)設(shè)定方面，變頻器 的加減速時(shí)間盡量短，但加減時(shí)間過短容易出現(xiàn)過電流保護(hù)，在調(diào)試時(shí)應(yīng)特別注意，目前大多 變頻器 具有故障自恢復(fù)功能，在調(diào)試可將此功能打開，以避免誤信號(hào)引起 變頻器 報(bào) 警停機(jī)。變頻器 輸入、輸出動(dòng)力線盡量遠(yuǎn)離音頻信號(hào)線和 控制 線，不要將動(dòng)力線與 控制 線走在同一線槽中 。調(diào)試時(shí)若遇到這種情況可采取以下措施 :降低 變頻器 載波頻率 。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 音樂噴泉 變頻器 控制 圖 3— 3 調(diào)試注意事項(xiàng) ， 音樂噴泉 系統(tǒng) 是個(gè)集音樂、燈光、噴泉于一體的 系統(tǒng) ，其電氣 控制 系統(tǒng) 相對比較復(fù)雜，在調(diào)試時(shí)容易出現(xiàn)以下問題 : (1) 音頻信號(hào)干擾問題 從 變頻器 工作原理知道，當(dāng) 變頻器 運(yùn)行時(shí)其輸入輸出側(cè)會(huì)產(chǎn)生高次諧波，此諧波信號(hào)通過傳導(dǎo)、輻射、耦合等方式對其它設(shè)備產(chǎn)生干擾，如圖 3— 4所示。 以某廣場音樂噴泉 系統(tǒng) 為例，其電氣 控制 系統(tǒng) 主要由上位機(jī)、音頻放大 系統(tǒng) 、噴泉跑泉電腦 控制 器、 變頻器 及各種電磁閥構(gòu)成，如圖 3— 2 所示。 （ 5）可靠、維護(hù)看： PLC 無觸點(diǎn)，壽命長，且有自我診斷功能，對程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)方便。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 （ 3）控制速度上看： PLC 通過半導(dǎo)體來控制，速度很快，無觸點(diǎn)，顧而五抖動(dòng)一說。 采用 PLC 控制花式噴泉的優(yōu)點(diǎn) （ 1）控制方式上看： PLC 軟接線，只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能。 S7300PLC 的強(qiáng)大功 能使其無論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 此方案采用西門子 300 系列 PLC 作為主控制器。 PLC 的優(yōu)點(diǎn)很多，主要包括：編程方法簡單易學(xué)；功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高；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。由于本課題目具體需求在硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中主要考慮了花式噴泉的經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定、靈活、美觀的需要。 此外音樂噴泉 系統(tǒng) 包括燈光 控制 系統(tǒng) ，在此不再詳細(xì)敘述，由上可見音樂噴泉 控制 系統(tǒng) 是集聲、光、電于一體的復(fù)雜的現(xiàn)場 控制 系統(tǒng) 。網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)種類很多，能同時(shí)支持總線型和放射型，可采用混合結(jié)構(gòu) 。控制 功能分散到噴泉現(xiàn)場，提高了電控 系統(tǒng) 的可靠性和靈活性。 (2) 現(xiàn)場總線式 控制 現(xiàn)場總線是一種串行數(shù)據(jù)通信鏈路，實(shí)現(xiàn)噴泉現(xiàn)場基本 控制 設(shè) 備與上級(jí) 控制 設(shè)備之間的聯(lián)系，例如 RS485 總線和 CAN 總線，現(xiàn)場總線式優(yōu)點(diǎn)有 :一條傳輸線可 控制 多臺(tái)設(shè)備， 控制 系統(tǒng)簡單，安裝和維護(hù)容 易 。 音頻 控制 系統(tǒng) 示意圖 3— 1 噴泉 系統(tǒng) 主要由噴泉 控制 器、 變頻器 、水泵、多功能閥、萬向噴頭及供水管網(wǎng)組成，其中噴泉水泵目前已采用變頻調(diào)速技術(shù)，實(shí)現(xiàn) 水泵無級(jí)調(diào)速，能根據(jù)音頻信號(hào)的強(qiáng)弱隨時(shí)調(diào)節(jié)水泵速度，多功能閥及萬向噴頭由噴泉專用 控制 器 控制 ，可根據(jù)設(shè)定程序?qū)崿F(xiàn)各種圖案和形狀。 10％ 額定頻率 50Hz/60Hz 允許瞬間斷電時(shí)間 20ms 以內(nèi)的瞬間斷電，機(jī)器繼續(xù)運(yùn)行 電源保險(xiǎn)絲 250V 3A 信號(hào)輸入 音頻信號(hào) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 第三章 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 音樂噴泉控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 一般音樂 噴泉 系統(tǒng) 主要由音頻 控制 系統(tǒng) 、噴泉 控制 系統(tǒng) 和燈光 控制 系統(tǒng) 構(gòu)成。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 2. VF0， VF1， VF2， GND 接到變頻器模擬量電壓輸入端（如圖 2— 5） 3. Y2， Y3， Y4，分別接固態(tài)繼電器的（ ）， V+接（ +） 4. Y0， CM0，可以啟動(dòng)可編程順序控制器等控制器來完成音樂啟動(dòng)的效果。這樣在沒變頻器的的情況下，用固態(tài)繼電器也可以達(dá)到音控的效果。 ，其中當(dāng)有音頻信號(hào)輸入 Y0 和 CM0 端子就接通（為無源觸點(diǎn)）。 圖 2— 3 端子 功能說明 圖 2— 3： CD、 VCD、 MP3 的音樂信號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成變頻器 所要求的 010V 直流電壓信號(hào)與輸入的音樂信號(hào)大小成線性關(guān)系。 ：顯示是否有